Download apostila_portugol

c
c
c
cc
cc
ccc
Algoritmo e
Programação
Alterada por: Daniel Pereira Ribeiro
Introdução ................................ ................................ ................................ ................................ ................................ .. 4c
3.c
Alguns Conceitos Básicos................................ ................................ ................................ ............................... 4c
2.c
Software ................................ ................................ ................................ ................................ ......................... 5c
3.c
O DESENVOLVIMENTO DE SISTEMAS DE INFORMAÇÃO E O PROGRAMADOR ................................ ...... 6c
ALGORITMO ................................ ................................ ................................ ................................ ............................. 7c
3.c
PSEUDO-CÓDIGO ................................ ................................ ................................ ................................ ......... 7c
2.c
Português Estruturado ................................ ................................ ................................ ................................ .... 8c
3.c
LINGUAGEM DE PROGRAMAÇÃO ................................ ................................ ................................ ............... 8c
4.c
TIPOS DE LINGUAGENS DE PROGRAMAÇÃO ................................ ................................ ............................ 8c
5.c
PROCESSO DE CRIAÇÃO E EXECUÇÃO ................................ ................................ ................................ ..... 8c
6.c
ERROS NUM PROGRAMA ................................ ................................ ................................ .......................... 3 c
7.c
CRITÉRIOS DE QUALIDADE ................................ ................................ ................................ ....................... 3 c
COMANDOS BÁSICOS ................................ ................................ ................................ ................................ ........... 33c
3.c
IDENTIFICADORES, CONSTANTES, VARIÁVEIS E TIPOS BÁSICOS ................................ ........................ 33c
2.c
DECLARAÇÃO DE VARIÁVEIS ................................ ................................ ................................ .................... 32c
3.c
PALAVRAS RESERVADAS ................................ ................................ ................................ .......................... 32c
4.c
OPERADORES ................................ ................................ ................................ ................................ ............ 33c
3.3.c
OPERADOR DE ATRIBUIÇÃO ................................ ................................ ................................ ............. 33c
3.2.c
OPERADORES ARITMÉTICOS: ................................ ................................ ................................ ........... 33c
3.3.c
OPERADORES RELACIONAIS: ................................ ................................ ................................ ........... 33c
3.4.c
OPERADORES LÓGICOS: ................................ ................................ ................................ ................... 34c
3.5.c
PRIORIDADE DE OPERADORES: ................................ ................................ ................................ ....... 35c
5.c
EXERCÍCIOS INTRODUTÓRIOS ± I ................................ ................................ ................................ ............ 35c
6.c
COMANDOS DE ENTRADA E SAÍDA ................................ ................................ ................................ .......... 36c
6.3.c
Comando de Entrada de Dados ................................ ................................ ................................ ............ 36c
3.6.c
Comando de Saída de Dados ................................ ................................ ................................ ............... 36c
7.c
ESTRUTURA DE UM ALGORITMO EM PSEUDO -CÓDIGO E µC¶ ................................ ................................ 36c
ESTRUTURAS BÁSICAS DE CONTROLE ................................ ................................ ................................ ............... 37c
3.c
SEQUÊNCIA ................................ ................................ ................................ ................................ ................ 37c
2.c
SELEÇÃO ................................ ................................ ................................ ................................ .................... 37c
2.3.c
SELEÇÃO SIMPLES ................................ ................................ ................................ ............................. 38c
2.2.c
SELEÇÃO COMPOSTA ................................ ................................ ................................ ........................ 38c
2.3.c
ANINHAMENTO DE SELEÇÕES ................................ ................................ ................................ .......... 38c
3.c
ESTRUTURAS DE REPETIÇÃO - LAÇOS(LOOPS) ................................ ................................ ..................... 3c
3.3.c
LAÇO ENQUANTO(WHILE) ................................ ................................ ................................ .................. 3c
3.2.c
CONTROLADOS POR CONTADOR ................................ ................................ ................................ ..... 3c
3.7.c
REPETIÇÃO COM TESTE NO FINAL ................................ ................................ ................................ ... 2 c
3.8.c
ESCAPE DO LAÇO ± Abandone (break)................................ ................................ ............................... 23c
3..c
Sinalizador ('Flags') ................................ ................................ ................................ ............................... 23c
4.c
EXERCÍCIOS INTRODUTÓRIOS ± II................................ ................................ ................................ ............ 23c
5.c
REGRAS PRÁTICAS PARA A CONSTRUÇÃO DE ALGORITMOS LEGÍVEIS ................................ .............. 22c
6.c
UMA REFLEXÃO ANTES DE RESOLVER OS PROBLEMAS ................................ ................................ ....... 23c
7.c
EXERCÍCIOS COMPLEMENTARES - I ................................ ................................ ................................ ........ 23c
ALGORÍTMOS BASEADOS EM ESTRUTURAS DE DADOS HOMOGÊNEAS: ................................ ........................ 25c
3.c
VETORES E MATRIZES ................................ ................................ ................................ .............................. 25c
2.c
REPETIÇÃO COM VARIÁVEL DE CONTROLE ± PARA (for) ................................ ................................ ....... 25c
3.c
SELEÇÃO DENTRE AS MÚLTIPLAS ALTERNATIVAS -CASO (CASE)................................ ......................... 26c
4.c
VETORES ................................ ................................ ................................ ................................ .................... 27c
4.3.c
DECLARAÇÃO DE VETORES ................................ ................................ ................................ .............. 28c
3.3 .c
EXERCÍCIOS SOBRE VETORES ................................ ................................ ................................ ......... 3 c
5.c
MATRIZES ................................ ................................ ................................ ................................ ................... 33c
5.3.c
Exercícios Resolvidos ................................ ................................ ................................ ........................... 33c
MODULARIZAÇÃO DE ALGORITMOS ................................ ................................ ................................ .................... 35c
3.c
INTRODUÇÃO ................................ ................................ ................................ ................................ ............. 35c
2.c
PROCEDIMENTOS ................................ ................................ ................................ ................................ ...... 35c
3.c
FUNÇÕES ................................ ................................ ................................ ................................ .................... 36c
4.c
Protótipos de Funções ................................ ................................ ................................ ................................ .. 3c
5.c
Escopo de Variáveis ................................ ................................ ................................ ................................ ..... 4 c
5.3.c
Variáveis locais ................................ ................................ ................................ ................................ ..... 4 c
3.33.c
Parâmetros formais ................................ ................................ ................................ ............................... 43c
3.32.c
Variáveis globais ................................ ................................ ................................ ................................ ... 43c
6.c
Passagem de parâmetros por valor e passagem por referência ................................ ................................ .... 42c
7.c
FUNÇÕES RECURSIVAS ................................ ................................ ................................ ............................ 43c
8.c
ESTRUTURAÇÃO DOS MÓDULOS DE UM ALGORITMO ................................ ................................ ........... 43c
ALGORITMOS DE PESQUISA E ORDENAÇÃO ................................ ................................ ................................ ...... 44c
3.c
INTRODUÇÃO ................................ ................................ ................................ ................................ ............. 44c
2.c
ALGORITMOS DE PESQUISA ................................ ................................ ................................ ..................... 44c
2.3.c
PESQUISA SEQÜENCIAL SIMPLES ................................ ................................ ................................ .... 44c
3.33.c
PESQUISA SEQÜENCIAL ORDENADA ................................ ................................ ............................... 45c
3.34.c
PESQUISA BINÁRIA ................................ ................................ ................................ ............................. 46c
3.c
ALGORITMOS DE ORDENAÇÃO................................ ................................ ................................ ................. 47c
3.3.c
MÉTODO DE SELEÇÃO DIRETA ................................ ................................ ................................ ......... 47c
3.2.c
MÉTODO DE INSERÇÃO DIRETA ................................ ................................ ................................ ....... 48c
3.3.c
MÉTODO DA BOLHA ................................ ................................ ................................ ........................... 48c
Introdução
Nesta apostila estudaremos Lógc c g e, para isso, é importante ter uma visão geral do
processo de desenvolvimento de programas (software), visto que o objetivo final é ter um bom embasamento teórico
para a prática da programação de computadores.
1. Alguns Conceitos Básicos
Oc São elementos brutos que podem ser processados por um computador para se obter alguma
conclusão ou resultado, ou seja, uma informação.
c Máquina (Hardware) muito rápida que pode processar dados, realizando cálculos e
operações repetitivas, se dotados de programação adequada (software ou firmware), e que fornece resultados
corretos e precisos.
É o resultado do processamento dos dados pelo computador. Uma informação pode ser
considerada como um dado para outro processamento e, por isso, muitas vezes é referenciada como dado de saída.
É um termo de origem americana que engloba todo o equipamento, principal e periférico, de um
computador. O termo é utilizado também para equipamentos sem software. O hardware normalmente é fixo e difícil
de ser modificado.
É outro termo de origem americana que engloba programas, documentação, processamento de
dados, utilizados em um computador para resolução de determinado problema. O software, ao contrário do hardware,
é maleável e por isso mais facilmente modificável pelo programador, para adaptação a novos dados, novos requisitos
do problema a ser resolvido, ou novo hardware onde vai funcionar (ser executado).
gc c c Sequência de instruções não ambígua e finita em uma linguagem de
programação especifica que, quando executada, resolve um problema determinado.
Lgg
c c c É a linguagem binária (composta de zeros e uns) utilizada pelos
computadores, para representar dados, programas e informações. É tediosa, difícil de compreender e fácil de gerar
erros na programação.
Lgg
c c c Linguagem de programação que compreende as características da
arquitetura do computador. Assim, utiliza somente instruções do processador, para isso é necessário conhecer os
registradores da máquina. Nesse sentido, as linguagens de baixo nível estão diretamente relacionadas com a
arquitetura do computador. Um exemplo é a linguagem Assembly que trabalha diretamente com os registradores do
processador, manipulando dados.
Lgg
c c
c Englobam todas as linguagens de programação que utilizam compiladores ou
interpretadores. Possuem instruções mais poderosas que as linguagens de baixo nível, facilitando ainda mais o
trabalho do programador.
Ex. Pascal, Delphi, C, C#, Java, PHP, etc.
Lgg
c c c c c c São linguagens utilizadas para sistemas de
gerenciamento de banco de dados, planilhas, e outros aplicativos que utilizam comandos ainda mais poderosos que
as linguagens de alto nível e, por isso, são ainda mais fáceis de programar.
Ex. SQL, DBASE, Oracle PL/SQL, XML, etc.
c É um programa utilizado para traduzir os programas escritos pelo programador nas
linguagens de alto nível (programa fonte) para linguagem de máquina (programa executável), para que possa ser
executado pelo computador.
c É um programa que traduz os programas escritos pelo programador para linguagem de
máquina no momento da execução (não existindo assim o programa executável).
Oc (Ambiente de Desenvolvimento Integrado) É um programa que reuni algumas ferramentas para o
desenvolvimento e software como, editor de texto, compilador, depurador, entre outro, facilitando o trabalho do
programador.
4
a. Software
O software de um computador é o que determina o seu uso e os resultados que serão produzidos e
apresentados. Em um computador digital existem diversos tipos diferentes de software com finalidades e
complexidades diferentes. Normalmente, quanto mais relacionado e próximo ao hardware, o software é mais difícil e
complexo de ser desenvolvido e mantido pelo programador.A Figura abaixo procura ilustrar em camadas o que foi
dito. Partindo-se do hardware que está nocentro e normalmente contém um conjunto de instruções operacionais
programado diretamente nele (FIRMWARE).
O firmware é armazenado permanentemente num circuito integrado (chip) de memória do hardware, como
uma ROM, PROM, EPROM ou ainda EEPROM e memória flash, no momento da fabricação do componente. Muitos
aparelhos simples possuem firmware, entre eles podemos citar controle remoto, calculadora de mão, alguns
periféricos do computador como disco rígido, teclado, modem e também aparelhos mais complexos como celulares,
câmeras digitais, aparelhos de som, geladeiras, entre outros que possuem um firmware para a execução de suas
tarefas.
O Sistema Operacional com seus diversos programas é a primeira camada de software donosso computador.
É muito complexo desenvolver-se um sistema operacional como DOS, UNIX, LINUX, WINDOWS, MAC OS,
ANDROID e outros que você já deve ter ouvido falar.
Externamente ao sistema operacional vamos encontrar os compiladores e interpretadores das linguagens de
programação que, de certa forma, traduzem os programas aplicativos para a linguagem de máquina que o
computador entende. Nesta segunda camada encontramos também os processadores ou editores de texto, os
gerenciadores de bancos de dados (MySQL, Firebird, PostgreSQL, Oracle, MS Access, etc.), as planilhase muitos
outros programas utilitários (Antivírus, Navegadores WEB, Reprodutores de áudio e vídeo, editores de imagens, etc.).
Na camada mais externa encontramos os programas aplicativos que podem serdesenvolvidos utilizando
-se os
recursos da camada anterior e nas linguagens de programação,utilizando as IDEs, os interpretadores ou os
compiladores para poderem ser desenvolvidos executados.
Para o desenvolvimento destes programas é que se faz uso das técnicas de construção de algoritmos, de
forma a se garantir que os programas serão gerados com um mínimo de erro e poderão ser mantidos, sem
dificuldade, por um programador, que não o tenha desenvolvido.
Ao contrário do que muitos pensam, um computador não faz nada sozinho. Ele é uma máquina rápida, que
resolve problemas bem definidos e repetitivos, mesmo complexos, mas somente se for bem programado. Ou seja: se
temos LIXO na entrada (quer na forma de maus programas ou dados ruins), teremos LIXO na saída (nossos
resultados).
Figura 3.3 ± As Camadas de software em um computador.
5
¦. O DESENVOLVIMENTO DE SISTEMAS DE INFORMAÇÃO E O
PROGRAMADOR
Um sistema de informação pode ser definido como um sistema baseado em computador que auxilia,
automatiza e aperfeiçoa o funcionamento de qualquer atividade através da(o):
$
$
$
Redução da participação do homem em atividades rotineiras e repetitivas; Aumento da facilidade na coleta
e armazenamento de dados e na rapidez de recuperação e manuseio;
Redução do número de erros produzidos em operações de coleta, arquivamento e recuperação de dados
e de informações;
Aumento de facilidade e flexibilidade na geração de relatórios, entre outros.
Qual o papel do programador e do analista de sistemas no desenvolvimento de sistemas de informação?
Vejamos o Ciclo de Vida de um sistema. Para desenvolvimento de qualquer sistema informatizado de boa
qualidade há que se passar pelas seguintes fases:
1ª Fase! Estudo de Viabilidade (Estudos Iniciais das necessidades de um sistema)
aª Fase! Análise detalhada do sistema (Planejamento com o cliente)
¦ª Fase! Projeto preliminar do sistema (Planejamento com os analistas de sistemas)
ª Fase! Projeto detalhado do sistema (Algoritmos)
ª Fase! Codificação ou implementação (na linguagem escolhida)
£ª Fase! Testes
ºª Fase! Implementação, operação e manutenção
As três primeiras fases normalmente são de responsabilidade dos Analistas de Sistemas. Nas outras podem
trabalhar indistintamente, dependendo da complexidade e da situação, programadores, analistas ou programadores e
analistas. A construção dos algoritmos aparece então na fase do projeto detalhado do sistema. Após definidos e
criados todos os algoritmos temos de codificá-los na linguagem escolhida. Para essa tarefa o programador deverá
conhecer a máquina e o compilador a serem utilizados, e esse assunto será coberto nos próximos módulos.
No desenvolvimento de um sistema, quanto mais tarde um erro é detectado, mais dinheiro etempo se gasta
para repará-lo. Assim, a responsabilidade do programador é maior na criação dosalgoritmos do que na sua
implementação, pois, quando bem projetados, não se perde muito tempo tendo que refaze-los reimplantá-los e
retestá-los, assegurando assim um final feliz e no prazo previstopara o projeto. Entretanto, num projeto, o trabalho de
desenvolvimento de algoritmos e programaspoderá ter de ser todo refeito se houver problemas nas trêsprimeiras
fases, mostrando assim aimportância do trabalho do Analista de Sistemas.
Pode-se encontrar na literatura em informática várias formas de representação das etapas que compõem o
ciclo de vida de um sistema. Essas formas de representação podem variar tanto na quantidade de etapas quanto nas
atividades a serem realizadas em cada fase.
Como pode-se observar, nesse exemplo de ciclo de vida de um sistema (com sete fases) apresentado acima,
os algoritmos fazem parte da quarta etapa do desenvolvimento de um programa. Na verdade, os algoritmos estão
presentes no nosso dia-a-dia sem que saibamos, pois uma receita culinária, as instruções de uso de um equipamento
ou as indicações de um instrutor sobre como estacionar um carro, por exemplo, nada mais são do que algoritmos.
6
ALGORITMO
Um Algoritmo é uma sequência de instruções ordenadas de forma lógica para a resolução de uma
determinada tarefa ou problema.
Algoritmo não computacional cujo objetivo é a utilização de um telefone público.
Início
3. Tirar o fone do gancho;
2. Ouvir o sinal de linha;
S
E
Q
U
Ê
N
C
I
A
3. Introduzir o cartão;
REPETIÇÃO
4. Teclar o número desejado;
5. Se der o sinal de chamar
5.3 Conversar;
5.2 Desligar;
SELEÇÃO
5.3 Retirar o cartão;
6. Senão
6.3 Repetir;
Fim.
Podemos definir como formas básicas para definir uma solução de qualquer problema as etapas de:
SEQUÊNCIA
SELEÇÃO
REPETIÇÃO
Claro que para criar um algoritmo computacional não será tão simples como esse apresentado.
Na informática, o algoritmo é o "projeto do programa", ou seja, antes de se fazer um programa (software) na
Linguagem de Programação desejada (Pascal, C, Delphi, Java, PHP, etc.) deve-se fazer o algoritmo do programa. Já
um programa, é um algoritmo escrito numa forma compreensível pelo computador (através de uma Linguagem de
Programação), onde todas as ações a serem executadas devem ser especificadas nos mínimos detalhes e de acordo
com as regras de sintaxe3 da linguagem escolhida.
Um algoritmo não é a solução de um problema, pois, se assim fosse, cada problema teria um único algoritmo.
Um algoritmo é um 'caminho' para a solução de um problema e, em geral, existem muitos caminhos que levam a uma
solução satisfatória, ou seja, para resolver o mesmo problema pode-se obter vários algoritmos diferentes.
Assim podemos definir que um algoritmo precisa:
3. Ter início e fim;
2. Ser descrito em termos de ações não ambíguas e bem definidas;
3. Que as ações sigam uma sequência ordenada.
1. PSEUDO-CÓDIGO
Os algoritmos são descritos em uma linguagem chamada pseudo-código. Este nome é uma alusão à
posterior implementação em uma linguagem de programação, ou seja, quando formos programar em uma linguagem,
por exemplo, µC¶, estaremos gerando código em µC¶. Por isso os algoritmos são independentes das linguagens de
programação. Ao contrário de uma linguagem de programação não existe um formalismo rígido de como deve ser
escrito o algoritmo.
O algoritmo deve ser fácil de interpretar e fácil de codificar. Ou seja, ele deve ser o intermediário entre a
linguagem falada e a linguagem de programação. Utilizaremos em nosso curso o !"#$%!L para o estudo dos
algoritmos e a Linguagem de Programação µC¶ para a criação dos programas.c
7
a. Português Estruturado
O Português Estruturado é uma forma especial de linguagem bem mais restrita que a Língua Portuguesa e
com significados bem definidos para todos os termos utilizados nas instruções (comandos).
Essa linguagem também é conhecida como Portugol (junção de Português com Algol, Pseudocódigo ou
Pseudolinguagem. O Português Estruturado na verdade é uma simplificação extrema da língua portuguesa, limitada
a pouquíssimas palavras e estruturas que têm significado pré-definido, pois deve-se seguir um padrão. Emprega uma
linguagem intermediária entre a linguagem natural e uma linguagem de programação, para descrever os algoritmos.
A sintaxe do Português Estruturado não precisa ser seguida tão rigorosamente quanto a sintaxe de uma
linguagem de programação, já que o algoritmo não será executado como um programa.
Embora o Português Estruturado seja uma linguagem bastante simplificada, ela possui todos os elementos
básicos e uma estrutura semelhante à de uma linguagem de programação de computadores. Portanto, resolver
problemas com português estruturado pode ser uma tarefa tão complexa quanto a de escrever um programa em uma
linguagem de programação qualquer, só não tão rígida quanto a sua sintaxe, ou seja, o algoritmo não deixa de
funcionar porque esquecemos de colocar um ';' (ponto evírgula)por exemplo, já um programa não funcionaria. A
Figura a seguir apresenta um exemplo de algoritmona forma de representação de português estruturado.
Figura 2.3: Exemplo de Português Estruturado
¦. LINGUAGEM DE PROGRAMAÇÃO
Uma linguagem de programação é uma notação formal para descrição de algoritmos que serão executados
por um computador. Como todas as notações formais, uma linguagem de programação tem dois componentes:
Sintaxe e Semântica. A sintaxe consiste em um conjunto de regras formais, que especificam a composição de
programas a partir de letras, dígitos, e outros símbolos. Por exemplo, regras de sintaxe podem especificar que cada
parênteses aberto em uma expressão aritmética deve corresponder a um parênteses fechado, e que dois comandos
quaisquer devem ser separados por um ponto e vírgula. As regras de semântica especificam o ³significado´ de
qualquer programa, sintaticamente válido, escrito na linguagem.
. TIPOS DE LINGUAGENS DE PROGRAMAÇÃO
Existem diversas linguagens de programação, cada uma com suas características específicas e com níveis
de complexidade e objetivos diferentes como já vimos anteriormente:
$
Linguagem de Máquina
Única compreendida pelo computador. Específica para
cada tipo de computador (processador).
$
Linguagens de Baixo Nível
Ex.: Assembly
$
Linguagens de Alto Nível
Utiliza instruções próximas da linguagem humana de
forma a facilitar o raciocínio.
Ex.: Uso Científico: Fortran
Propósito Geral: Pascal, C, Basic, Delphi, Java
Uso Comercial: Cobol, Clipper
. PROCESSO DE CRIAÇÃO E EXECUÇÃO
Embora seja possível a construção de computadores especiais, capazes de executar
programas escritos em uma linguagem de programação qualquer, os computadores, existentes hoje em dia são
capazes de executar somente programas em linguagem de baixo nível, a Linguagem deMáquina.
8
@cLgg
c
c&cc'
c c
ccc
g
c
!c
· Rapidez de execução de programas;
· Custo de sua implementação;
· Flexibilidade com que permite a construção de programas de nível mais alto.
cc (c gg
c
cgc
c c
cc'
c
cc
! c
· Facilidade de construção de programas
· Confiabilidade dos programas
!c "!)L&@c *: Como a linguagem de nível mais alto pode ser implementada em um computador, cuja
linguagem é bastante diferente e de nível mais baixo?
!L$+,!: Através da tradução de programas escritos em linguagens de alto nível para alinguagem de
baixo nível do computador.
Para isso existem três tipos de programas tradutores: Montadores, Interpretadores e Compiladores ou
simplesmente uma IDE.
&!-#@O!"cEfetua a tradução de linguagem de montagem (Assembly) para a linguagem demáquina.
3.
2.
3.
4.
Obtém próxima instrução do Assembly
Traduz para as instruções correspondentes em linguagem de máquina
Executa as instruções em linguagem de máquina
Repete o passo 3 até o fim do programa
-#""#@O!"c Efetua a tradução de uma linguagem de alto nível para linguagem demáquina da
seguinte forma:
3.
2.
3.
4.
Obtém próxima instrução do código-fonte em linguagem de alto nível
Traduz para as instruções correspondentes em linguagem de máquina
Executa as instruções em linguagem de máquina
Repete o passo 3 até o fim do programa
!&L@O!"c Efetua a tradução de todo o código-fonte em linguagem de alto nível para as instruções
correspondentes em linguagem de máquina, gerando o código-objeto do programa. Em seguida é necessário o uso
de outro programa (Link-Editor) que é responsável pela junção de diversos códigos-objeto em um único programa
executável.
Oc Facilitam a técnica de RAD (de Rapid Application Development, ou "Desenvolvimento Rápido de
Aplicativos"), que visa a maior produtividade dos desenvolvedores.
As características e ferramentas mais comuns encontradas nos IDEs são:
$
$
$
$
$
$
Editor - edita o código-fonte do programa escrito na(s) linguagem(ns) suportada(s) pela IDE;
Compilador (? ) - compila o código-fonte do programa, editado em uma linguagem específica e a
transforma em linguagem de máquina;
- liga () os vários "pedaços" de código-fonte, compilados em linguagem de máquina, em um
programa executável que pode ser executado em um computador ou outro dispositivo computacional.
Depurador ( ) - auxilia no processo de encontrar e corrigir defeitos no código-fonte do programa,
na tentativa de aprimorar a qualidade de software;
Modelagem ( ) - criação do modelo de classes, objetos, interfaces, associações e interações
dos artefatos envolvidos no software com o objetivo de solucionar as necessidades-alvo do software
final.
Geração de código - característica mais explorada em Ferramentas CASE, a geração de código também
é encontrada em IDEs, contudo com um escopo mais direcionado a templates de código comumente
$
$
$
utilizados para solucionar problemas rotineiros. Todavia, em conjunto com ferramentas de modelagem, a
geração pode gerar todo ou praticamente todo o código-fonte do programa com base no modelo
proposto, tornando muito mais rápido o processo de desenvolvimento e distribuição do software;
Distribuição ( ) - auxilia no processo de criação do instalador do software, ou outra forma de
distribuição, seja discos ou via internet.
Testes Automatizados ( ) - realiza testes no software de forma automatizada, com base
em scripts ou programas de testes previamente especificados, gerando um relatório, assim auxiliando na
análise do impacto das alterações no código-fonte. Ferramentas deste tipo mais comuns no mercado
são chamadas robôs de testes.
Refatoração (? ) - consiste na melhoria constante do código-fonte do software, seja na
construção de código mais otimizado, mais limpo e/ou com melhor entendimento pelos envolvidos no
desenvolvimento do software. A refatoração, em conjunto com os testes automatizados, é uma poderosa
ferramenta no processo de erradicação de "bugs", tendo em vista que os testes "garantem" o mesmo
comportamento externo do software ou da característica sendo reconstruída.
£. ERROS NUM PROGRAMA
Erros de Compilação: Erros de digitação e de uso da sintaxe da linguagem
Erros de Link-Edição: Erro no uso de bibliotecas de subprogramas necessárias ao programa principal.
Erros de Execução: Erro na lógica do programa (algoritmo).
º. CRITÉRIOS DE QUALIDADE
Refere-se à precisão das informações manipuladas pelo programa, ou seja, os resultados gerados pelo
processamento do programa devem estar corretos, caso contrário o programa simplesmente não tem sentido.
.: Refere-se à facilidade de leitura do programa. Se um programa for escrito com clareza, deverá ser
possível a outro programador seguir a lógica do programa sem muito esforço, assim como o próprio autor do
programa entendê-lo após ter estado um longo período afastado dele. (Comentários no código)
: A clareza e precisão de um programa são normalmente melhoradas tornando as coisas o
mais simples possível, consistentes com os objetivos do programa. Muitas vezes torna-se necessário sacrificar
alguma eficiência de processamento, de forma a manter a estrutura do programa mais simples.
/: Refere-se à velocidade de processamento e a correta utilização da memória. Um programa deve
ter desempenho SUFICIENTE para atender as necessidades do problema e do usuário, bem como deve utilizar os
recursos de memória de forma moderada, dentro das limitações do problema.
& .: Durante a fase de projeto, a solução do problema total vai sendo fatorada emsoluções de
subproblemas, o que permite, geralmente, dividir o problema de forma natural em módulos com subfunções
claramente delimitadas, que podem ser implementados separadamentepor diversos programadores de uma equipe,
ou seja, a .c consiste noparticionamento do programa em módulos menores bem identificáveis e com
funções específicas,de forma que o conjunto desses módulos e a interação entre eles permite a resolução
doproblema de forma mais simples e clara.
%
: É interessante que um programa seja tão genérico quanto possível de forma apermitir a
reutilização de seus componentes em outros projetos.
&#!O!L!%@cOc!L$+0!c
3.
2.
3.
4.
5.
6.
Entender o problema;
Formular um esboço da solução;
Fazer uma primeira aproximação das variáveis necessárias;
Rever os passos originais, detalhando;
Se o algoritmo estiver suficientemente detalhado, testar com um conjunto de dados significativos;
Implementar numa linguagem de programação.
3
COMANDOS BÁSICOS
1. IDENTIFICADORES,
BÁSICOS
CONSTANTES,
VARIÁVEIS
E
TIPOS
‡ !c Representam os nomes escolhidos para rotular as variáveis, procedimentos e funções,
normalmente, obedecem as seguintes regras:
Letra
c
c Letra
Dígito
3. O primeiro caractere deve ser uma letra
2. Os nomes devem ser formados por caracteres pertencentes ao seguinte conjunto:
{a,b,c,..., z,A,B,C,...Z, ,3,2,...,,_}
3. Os nomes escolhidos devem explicitar seu conteúdo.
EX: A, B3, BC3D,SOMA, CONTADOR ;
!1: Um exemplo de identificador inválido seria 2AB ou qualquer outro iniciado por um dígito
‡ c2345c± Uma constante (Const), como sugere o nome, é umidentificador que armazena
um valor fixo e imutável, durante a execução de um algoritmoou programa. Podemos associá-lo a uma posição de
memória (endereço) que tem umconteúdo fixo. Este conteúdo poderá ser um número (real ou inteiro), uma cadeia
decaracteres (texto) ou um valor lógico (será definido abaixo).
‡ 6
c23 45c± Uma variável (Var) é um identificador que, como sugere onome, possui o conteúdo
variável durante a execução de um algoritmo ou programa.Podemos associar uma variável a uma posição da
memória (endereço) e poderemosarmazenar (guardar) neste endereço qualquer valor do conjunto de valores de um
tipobásico associado a ela. Uma variável pode assumir vários valores diferentes ao longo daexecução do programa,
mas, em um determinado momento, possui apenas um valor.Unidades básicas de armazenamento das informações
a nível de linguagens deprogramação. Os tipos de dados e variáveis utilizados dependem da finalidade
dosalgoritmos, mas, podemos definir alguns, pelo fato de serem largamente utilizados eimplementados na maioria
das linguagens:
Esse tipo básico poderá ser:
INTEIRO 23(c7ccc gc45! qualquer número inteiro, negativo, nulo ou positivo.
Ex: -2, -3, ...
Operações: soma(+), subtração(-), multiplicação(*), divisão inteira(/), resto(%) e comparações.
REAL 23 cc 45! qualquer número real, negativo, nulo ou positivo.
Ex: 2.5, 3.3
Operações: soma(+), subtração(-), multiplicação(*), divisão exata(/) e comparações.
CARACTER 23745! qualquer conjunto de caracteres alfanuméricos.
Ex: A, B, "ABACATE"
Operações: comparações
TEXTO OU CADEIA DE CARACTERES 23g45!uma variável deste tipo poderá armazenaruma cadeia de
caracteres de qualquer tamanho. Caso seja imprescindível para o entendimentopode-se acrescentar, entre
parênteses, a quantidade máxima de caracteres. (Exemplo: texto (3 )).
½
Os textos deverão ser representados sempre entre apóstrofes para que não se confundamcom os
valores numéricos. Veja que o inteiro 5, é diferente do texto µ5¶.
33
LÓGICO 23 45!tipo especial de variável que armazena apenas os valores V e F, onde Vrepresenta
VERDADEIRO e F FALSO.
Ex: e, ou, não
Operações: Verdadeiro ou Falso
a. DECLARAÇÃO DE VARIÁVEIS
Consiste na definição dos nomes e valores das constantes e dos nomes e tipos dasvariáveis que serão
utilizadas pelos algoritmos, previamente à sua utilização, incluindocomentário, quando se fizerem necessários.
Na maioria das linguagens de programação, quando o computador está executando umprograma e encontra
uma referência a uma variável ou a uma constante qualquer, se esta nãotiver sido previamente definida, ele não
saberá o que fazer com ela. Da mesma forma, umprogramador que estiver implementando um algoritmo, em alguma
linguagem de programação,terá o seu trabalho simplificado se todas as constantes e variáveis referenciadas no
algoritmotiverem sido previamente declaradas. As constantes são declaradas antes das variáveis. Vejamosos
formatos da declaração e alguns exemplos.
O significado da declaração de variáveis corresponde à criação de locais na memória rotuladacom o nome da
variável (identificador) e marcada com o tipo de valores que ela pode conter. Paraque os programas manipulem
valores, estes devem ser armazenados em variáveis e para isso,devemos declará-las de acordo com a sintaxe:
inteiro
real
caracter
lógico
identificador
Ex:
Inteiro X3;
obs.: X3 é o nome de um local de memória que só pode conter valores do tipo inteiro
real SOMA, MÉDIA;
caractere frase, nome;
inteiro X3;
real A,B;
lógico TEM;
¦. PALAVRAS RESERVADAS
São palavras que terão uso específico no nosso pseudo-código e que não deverão serusadas como
identificadores, para não causar confusão na interpretação.
2 : Algoritmo, Programa, Bloco, Procedimento, Inteiro, Real, Texto, Const,Var, Tipo, Início, Imprima,
Se, Então, Senão, Enquanto, Repita, Variando,Faça, Caso, Até, Vetor, Matriz, Registro, Fim, Execute, Procedimento,
Função, etc....
O significado de cada um desses termos será visto e entendido nos itens e capítulos que seseguem.
!&@-O!c&Lc
É uma instrução simples.
leia(x);
!&@-O!c !&!#!c
Um grupo de comandos simples que executam alguma tarefa.
Início
leia(x);
y = 2*x;
fim.
32
. OPERADORES
Na solução da grande maioria dos problemas é necessário que as variáveis tenham seus valores consultados
ou alterados, para isto, devemos definir um conjunto de !"@O!"(csendo eles:
¦.1. OPERADOR DE ATRIBUIÇÃO
c
Identificador
Expressão aritmética
=
Expressão lógica
c
Expressão literal
c
Ex: O valor da expressão é atribuído ao identificador (variável).
X = 2; y = 5-x;
Este comando permite que se forneça ou altere o valor de uma determinada variável, onde o tipo desse valor
seja compatível ao tipo de variável na qual está sendo armazenado, de acordo com o especificado na
declaração.
NUM = 8 {A variável NUM recebe o valor 8}
NOME = ³Guilherme´ {A variável NOME recebe o valor µGuilherme¶}
CONT =
AUXNOME = NOME {A variável AUXNOME recebe o conteúdo da variável NOME}
ACHOU = falso {A variável ACHOU recebe o valor falso}
¦.a. OPERADORES ARITMÉTICOS:
+ = Adição
* = Multiplicação
- = Subtração ou inverso do sinal.
% = Resto da divisão de inteiros
5%2=3
b
a**b = Exponenciação a
SINAL(A) - Fornece o valor -3, +3 ou zero conforme o
valor de A seja negativo, positivo ou igual a zero.
/ = Divisão
TRUNCA(A) - A parte inteira de um número Fracionário.
/ = Quociente da divisão de inteiros ARREDONDA(A) - Transforma
por arredondamento,
5/2=2
um número fracionário em inteiro.
!1c 8$-+9c "&#6@!c As funções mais comuns de matemática são também definidas e válidas no
PORTUGOL.
2 :
LOG (X), {dá o logaritmo na base 3 de X}
SEN (X), {dá o seno de X}
ABS (X), {dá o valor absoluto de X}
INT (X), {dá a parte inteira de um real X}
ARREDONDA (x), {arredonda um real para inteiro}
RAIZ (X), {dá a raiz quadrada de X} etc.
¦.¦. OPERADORES RELACIONAIS:
São utilizados para relacionar variáveis ou expressões, resultando num valor lógico (Verdadeiro ou Falso),
sendo eles:
== igual
<menor
<= menor ou igual
!= diferente de
>maior
>= maior ou igual
2 :
NUM = 3
NOME = µDENISE¶
NUM é falso ( ) {3 não é maior que 5}
NOME < µDENIZ¶ é verdadeiro (3) {DENISE vem antes de DENIZ}
33
(5 + 3) > = 7 é verdadeiro
NUM != (4 ± 3) é falso {lembre-se que NUM ³recebeu´ 3}
¦.. OPERADORES LÓGICOS:
Os operadores lógicos permitem que mais de uma condição seja testada em uma única expressão, ouseja,
pode-se fazer mais de uma comparação (teste) ao mesmo tempo.
Operação
Operador
Negação
não
Conjunção
e
Disjunção (não exclusiva)
ou
Disjunção (exclusiva)
xou (lê-se: ³ou exclusivo´)
Note que a tabela acima, apresenta os operadores lógicos já ordenados de acordo com suasprioridades, ou
seja, se na mesma expressão tivermos o operador ce o operador , por exemplo,primeiro devemos executar o
ce depois o .
De uma forma geral, os resultados possíveis para os operadores lógicos podem ser vistos na tabela abaixo,
conhecida como #
c6
:
@c
8c
8c
6c
6c
)c
8c
6c
8c
6c
@c
c)c
8c
8c
8c
6c
@cc)c
8c
6c
6c
6c
c@c
6c
6c
8c
8c
@cc)c
8c
6c
6c
8c
c
c
c .c
c óg!c
Expressão
Se chover relampejar, eu não saio.
Se chover ourelampejar, eu não saio.
Se chover xourelampejar, eu não saio.
Quando eu não saio?
Somente quando chover e relampejar ao
mesmo tempo (apenas 3 possibilidade).
Somente quando chover, somente
quandorelampejar ou quando chover e
relampejar aomesmo tempo (3
possibilidades).
Somente quando chover, ou somente
quandorelampejar (2 possibilidades).
3.
Se ( c:c;<=5c
c( c>c<==5cEntão
Escrever (?Salário válido para financiamento?5c
Senão
Escrever (?Salário fora da faixa permitida para financiamento?5c
FimSe.
2.
Se (
c>c;<5cc2
c:c@A5cEntão
Escrever (?Você não pode fazer carteira de motorista?5c
Senão
Escrever (?Você pode possuir carteira de motorista?5c
FimSe
3.
Se (
c:cBc;<5c
c2
c>cBc@A5c
c2C
cBc??5cEntão
Escrever (?Sua carteira de motorista estará pronta em uma semana?5c
Senão
Escrever (?Você não possui idade permitida não passou nos testes?5c
FimSe.
34
¦.. PRIORIDADE DE OPERADORES:
Durante a execução de uma expressão que envolve vários operadores, é necessário a existência de
prioridades, caso contrário poderemos obter valores que não representam o resultado esperado.
A maioria das linguagens de programação utiliza as seguintes prioridades de operadores:
;Dc- Efetuar operações embutidas em parênteses "mais internos"
EDc- Efetuar Funções
FDc- Efetuar multiplicação e/ou divisão
GDc- Efetuar adição e/ou subtração
ADc- Operadores Relacionais
HDc- Operadores Lógicos
Ou seja,
Primeiro: Parênteses e Funções
Segundo: Expressões Aritméticas
3) +, - (Unitários)
2) **
3) *, /
4) +, - (binário)
Terceiro: Comparações
Quarto: Não
Quinto: e
Sexto: ou
!): O programador tem plena liberdade para incluir novas variáveis, operadores ou funções para adaptar o
algoritmo as suas necessidades, lembrando sempre, de que, estes devem ser compatíveis com a linguagem de
programação a ser utilizada.
. EXERCÍCIOS INTRODUTÓRIOS ± I
;1c O resultado da expressão 3 + 6 * 33 = X?
E1c Sendo A,B,C e D variáveis do tipo inteiro, cujos conteúdos são: A=3, B=4, C=33 e D=4. Quais os valores
fornecidos por cada uma das expressões aritméticas abaixo?
a) 3
*(B/A)+C
d) (C+D)/C**2
b) A%5 - D/2
e) B%(A+3)
c) trunca( ,3+5)*2
f) sinal(D -C)
F1c Qual é a primeira operação executada em cada um dos comandos abaixo?
a) X+Y-Z;
b)A+B/C**2;
c) JOÃO+JOSÉ/JOEL;
d) X+Y+B**2+R*3
G1c Avalie a seguinte expressão aritmética: 6+4/2*3. O resultado desta expressão é 35; 3 ; 24?
A1c Qual o resultado das seguintes expressões
a) 3 + 7 * 2 ** 2 - 3 = X
b) 3 * (3 - 2) + 4 * 2 = X
H1c Avalie as expressões abaixo sabendo que X = 2 e Y = 3
a) 3 * y - x ** 2 * (7 - y ** 2)
b) 2 * x * (3 - y) / (x ** 2 - y)
I1c Identifique as entradas e saídas das expressões abaixo. Escreva-as em forma computacionalc
a) r=2y²+3zb)L
c
c
35
S
£.
c
E E
E S Í
i t t if t i Ô l it
, i , tili t í, , íl l it t t í if , i i iti tili tl , i ,
i , it ,... , , li ii it, j,
li t ífi ti i Et/Sí.
£. .
m
E
P t i ti t i iil , t t i t i iti t. f , if i, t l i t i , i , tl t. t i iti í. P i , tili i i fii :
co c : l, i t , i if i íl lit o iloi iiio , t t. i t ifi lit t i i t li
.
(c (111 J
c
E: li o;
l il o i iti t otl .
m
¦.£.
"
S í
$%
‘ ! c o !# : Ii o tl i t o iloi
ifio , t t. Ô f t lti , it i tt ot, f i l ifi t i .
"
+ +-
)"
! c &'(c (!c * c ,c Jc
c
c
Ii
o
c
c
c
c
c
c
E: ii o;
º. ES
.
itifi ;
,
l tl il o if i iti ío it .
E
I
E
PSE
I
E µ ¶
A tt t l it i t i filit l it iti l i iifiti j t t , i
fi t lit i t l it .
4
/
i i 6 t l P0123 05. S it i llt
ilt li µ‘ l .
7 89: ;<8c
c
Al it
Iíi
=l
ii;
3
<comandos>;
Fim.
‡ c
#include <stdio.h>
main () /* Um Primeiro Programa */
{
printf ("Meu primeiro programa\n");
}
Comentário de códigos: Quando fazemos um programa, uma boa ideia é usar comentários que ajudem a
elucidar o funcionamento do mesmo. Os comentários devem vir entre /* */
Ex: KLc$c
cgcLKc
O compilador C desconsidera qualquer coisa que esteja começando com KLce terminando */.
O! $&-#@+0!c
Alguns princípios básicosdeverão ser usados desde a criação do primeiro algoritmo:
$
$
$
Ao criar as constantes e variáveis, utilizar nomes significativos e comentar, se necessário for;
Utilizar identação (três espaços como sugestão), para mostrar a estrutura lógica e sequência de
comandos, quando usando o PORTUGOL e µC¶.
Utilizar parênteses para evitar ambiguidade nas expressões;
ESTRUTURAS BÁSICAS DE CONTROLE
c
No capítulo anterior, foram apresentados exemplos das três estruturas necessárias para representação da
solução de qualquer algoritmo: a sequência, a seleção e a repetição. Em se tratando de algoritmo para
computadores, as três também formam a base das estruturas de controle de execução. Vejamos como
formalizaremos a representação e o uso dessas estruturas no PORTUGOL e na Linguagem µC¶.
1. SEQUÊNCIA
Grupo de comandos que são executados um após o outro.
‡ !"#$%!Lc
Início
comando 3;
comando 2;
.
.
comando n;
Fim.
‡ c
#include <stdio.h>
main () /* Um Primeiro Programa */
{
printf ("Meu primeiro programa\n");
}
c
a. SELEÇÃO
Também chamada de estrutura de decisão ou de processamento condicional, a estrutura de seleção é
utilizada quando a execução de um comando (ou uma sequência de comandos) depende de um teste anterior (uma
ou mais comparações). A seleção pode ser simples ou composta.
37
a.1.
SELEÇÃO SIMPLES
Quando a execução de um comando (ou de uma sequência de comandos) depender de uma condição
verdadeira, e não há comandos a executar se a condição for falsa.
‡ !"#$%!Lc
Se <condição> Então
(comandos);
Fim Se;
‡ c
if (num==3 ) //Condição
{
printf ("O numero e igual a 3 ."); //Comando
}
Onde a CONDIÇÃO poderá ser também uma expressão lógica.
2 3: leia um número inteiro e o imprima se ele for diferente de
2 Se (a<5) Então
Imprima (³o valor de a é ´ a);
Fim Se;
a.a.
(ZERO)
SELEÇÃO COMPOSTA
Quando se executa um comando (ou sequência de comandos) se uma condição é verdadeira, e se executa
um outro comando (ou sequência de comandos) se a condição é falsa.
‡ !"#$%!Lc
Se <condição> Então
(comandos);
Senão
(comandos);
Fim Se;
‡ c
if (num==3 ) // Condição
{
printf ("O numero e igual a 3 ."); // Comando
}
else
{
printf ("O numero e diferente de 3 ."); // Comando
}
a.¦.
ANINHAMENTO DE SELEÇÕES
A estrutura de Seleção permite o aninhamento, ou seja, o comando a ser executado dentro de uma seleção
(por exemplo, no "Senão") pode ser outra seleção. Outro aninhamento poderá ocorrer também com esta última
seleção e assim por diante. Nos casos de vários aninhamentos subsequentes, uma boa identação será fundamental
para o entendimento do algoritmo quando utilizando pseudo-código.
‡ !"#$%!Lc
Início
Se CONDIÇÃO_A Então {V}
comando3;
Senão {F}
Se CONDIÇÃO_B Então
comando2;
Senão
comando3;
Fim Se;
Fim se;
Fim.
38
‡ c
if (num <= 3 )
{
if (num == 3 )
printf ("O numero e igual a 3 .");
else
printf (³O numero e menor que 3 ´);
}
else if (num <= 2 )
{
printf ("O numero e maior que 3 e menor que 2 .");
}
¦. ESTRUTURAS DE REPETIÇÃO - LAÇOS(LOOPS)
¦.1. LAÇO ENQUANTO(WHILE)
A estrutura de repetição (enquanto) é utilizada quando um conjunto de comandos deve ser executado
repetidamente, enquanto uma determinada condição (expressão lógica) permanecer verdadeira. Dependendo do
resultado do teste da condição, o conjunto de comandos poderá não ser executado nem uma vez (se for falsa no
primeiro teste), ou será executado várias vezes (enquanto for verdadeira). Chama-se a isso um laço ("loop").
Da mesma forma que a estrutura de seleção, ela permite o aninhamento de repetições, ou seja, a existência
de uma estrutura de repetição dentro de outra. Poderão haver também aninhamentos de seleções dentro de
estruturas repetitivas e vice-versa. Dois cuidados ao criar estruturas de repetição (enquanto):
3. Inicializar a(s) variável(eis) que controla(m) o laço antes do início do laço;
2. Inicializar a(s) variável(eis) que controla(m) o laço dentro do laço (seja por leitura ou por atribuição), pois se
isto não for feito cairemos no que chamamos um laço infinito e de lá o nosso programa não sairá.
‡ !"#$%!Lc
Início
Inteiro x;
x = 2;
Enquanto (x<3 ) Faça
Imprima (x);
x=x+3;
Fim Enquanto;
Imprima(x);
Fim.
c
‡ c
#include <stdio.h>
main ()
{
int X;
X = 2;
while (X < 3 )
{
printf (³%d´, &X);
X = X + 3;
}
printf (³%d´, &X);
}
2 ?? : faça um trecho de algoritmo para ler e imprimir o nome e a idade de várias pessoas, até encontrar
alguém com 65 anos, quando deverá ser impresso, além do nome, uma mensagem informando o fato.
¦.a. CONTROLADOS POR CONTADOR
Uma variável é fornecida com o n.º de vezes que será repetido o laço.
Algoritmo Abono_por_Contador
Início
Leia (Numero_de_Funcionários);
Contador = ;
3
Enquanto (Contador < Número_de_Funcionários) Faça
Leia (Nome);
Contador = Contador+3;
Fim Enquanto;
Fim.
¦.º. REPETIÇÃO COM TESTE NO FINAL
Quando se deseja executar a série de comandos uma vez pelo menos, pode se fazer o teste no final. Essa
variação tem um uso bastante efetivo na validação de dados de entrada, pelo teclado, mas pode ser sempre
substituída por um enquanto. Uma vantagem do repita é que não é preciso inicializar a(s) variável(eis) de controle do
laço antes de entrar no mesmo. Deve-se, contudo, ter o cuidado de modificá-la(s) dentro do laço para que não
caiamos em um laço infinito.
Executa uma instrução e faz um teste lógico. Dependendo da resposta, fica repetindo o processo enquanto o
teste lógico for Verdadeiro.
‡ !"#$%!Lc
repita
c3;
c2;
.
.
cn;
enquanto<condição>;
‡ c
do
{
c3;
c2;
.
.
cn;
} while (condição);
Os comandos c3, c2,....,cn são executados pelo menos uma vez. Quando a condição é encontrada, ela é
testada, se for falsa o comando seguinte será executado, se for verdadeira, os comandos c3, c2,...,cn são
reexecutados enquanto a condição for verdadeira.
O comando repita-enquanto é equivalente ao comando enquanto, conforme será mostrado no exemplo
abaixo.
- "
cc
c2cc7 5
Início
Inteiro x;
x = 2;
Repita
Imprima(x);
x = x+3;
Enquanto (x<=3 );
Imprima(x);
Fim.
- c27 5c
Início
Inteiro: x;
xĸ2;
Enquanto x<3 faça
Imprima (x);
xĸx+3;
Fim Enquanto;
Imprima (x);
Fim.
2
Numa estrutura , os comandos são executados
comandos são executados pelo menos uma vez.
ou mais vezes. Numa estrutura"
, os
¦.8. ESCAPE DO LAÇO ± Abandone (break)
Comando Abandone: Força uma saída de um laço de repetição.
‡ !"#$%!Lc
abandone
‡ c
break
Exemplo:
Enquanto (a>b) faça
Leia(a,b);
Imprima(a,b);
Se b== Então
abandone;
Senão a=a/b;
Fim Enquanto;
O comando abandone só tem sentido dentro de um comando de repetição (enquanto, repita, para). Além
disso, estará sempre associado ao teste de uma condição com comando se.
‡ gc c c : quando o abandone é encontrado, o próximo comando a ser
executado é o primeiro comando logo após o fim do comando de repetição mais interno onde aparece o abandone.
¦.9. Sinalizador ('Flags')
O sinalizador ou 'flag' é um valor que, quando lido, sinaliza a saída de um laço, o fim de um programa, o fim
de uma lista de dados, ou o fim de um arquivo. Para identificá-lo iremos defini-lo como uma constante nos nossos
algoritmos.
2 : faça um trecho de algoritmo utilizando o PORTUGOL que leia e imprima uma lista de números
inteiros terminada pelo número .
Inicio
Constante FLAG = ;
Inteiro NUM;
Leia (NUM)
Enquanto (NUM <> FLAG) faça
Imprima (NUM);
Leia (NUM);
Fim Enquanto;
Fim.
. EXERCÍCIOS INTRODUTÓRIOS ± II
3) Quais valores serão impressos após a execução do seguinte trecho de algoritmo
I= ;
Enquanto I<2 Faça
Imprima (I,I**2);
I=I+3;
Fim Enquanto;
Imprima (³I=´,I);
Imprima (³UFA! CHEGUEI AQUI´); /*CUIDADO*/
2) Dado o algoritmo abaixo, que calcula o volume de uma esfera de raio R:
Início
Real VOLUME, PI, R;
23
Constante PI = 3,3436;
R= ;
Enquanto R<= 6 Faça
VOLUME=4/3*PI*(R**3);
Imprima (R,VOLUME);
R=R+2;
Fim Enquanto;
Fim.
Completar os demais valores que serão impressos:
R
VOLUME DA ESFERA
3 ) Identifique o tipo de cada uma das constantes abaixo:
a) 23
b) "BOLA"
d) ,23*3 ²
c
c
c) "VERDADEIRO"
e) falso
. REGRAS PRÁTICAS PARA A CONSTRUÇÃO DE ALGORITMOS
LEGÍVEIS
3- Procure incorporar comentários no algoritmo, pelo menos para descrever o significado das variáveis
utilizadas.
Exemplo: /* Cálculo da média */
2- Escolha nomes de variáveis que sejam significativos, isto é, que traduzam o tipo de informação a ser
armazenada na variável.
Exemplo: NOTA
MATRÍCULA
3- Procure alinhar os comandos de acordo com o nível a que pertençam, isto é, destaque a estrutura na qual
estão contidos.
Exemplo:
B=A*C;
Enquanto P==3 Faça
P=P+3;
F=X+NOTA/2;
Fim Enquanto;
Imprima (F,NOTA);
4- Tenha em mente que seus algoritmos deverão ser lidos e entendidos por outras pessoas (e por você
mesmo) de tal forma que possam ser corrigidos, receber manutenção e serem modificados.
5- Escreva comentários no momento em que estiver escrevendo o algoritmo. Um algoritmo não documentado
é um dos piores erros que um programador pode cometer.
6- Use comentários no início para explicar o que o algoritmo faz. Alguns comentários seriam;
- Uma descrição do que faz o algoritmo
- Como utilizá-lo
- Explicação do significado das variáveis mais importantes
- Estrutura de dados utilizada
- Os nomes de quaisquer métodos especiais utilizados
- Autor
- Data da escrita
7- Utilize espaços em branco para melhorar a legibilidade. Espaços em branco, inclusive linhas em branco
são valiosíssimos para melhorar a aparência de um algoritmo.
8- Escolha nomes representativos para suas variáveis.
- Um comando por linha é suficiente
- O algoritmo fica mais legível
- O algoritmo fica mais fácil de ser depurado.
22
Exemplo:
A=34,2;I=3;enquanto I<3 faça X=X+3;K=I*K;I=I+3; fim enquanto
O mesmo exemplo com cada comando em uma linha
A=34,2;
I=3;
Enquanto I<3 Faça
X=X+3;
K=I*K;
I=I+3;
Fim Enquanto;
3 - Utilize parênteses para aumentar a legibilidade e prevenir-se contra erros.
Com poucos parênteses
A*B*C/(C*D*E)
A**B**C
A+B<C
Com parênteses extras
(A*B*C)/(C*D*E)
(A**B)**C
(A+B)<C
33- Toda vez que uma modificação for feita no algoritmo, os comentários devem ser alterados.
£. UMA REFLEXÃO ANTES DE RESOLVER OS PROBLEMAS
Passo1 - Leia cuidadosamente a especificação do problema até o final.
Passo a - Caso não tenha entendido o problema, pergunte.
Passo ¦- Levantar e analisar todas as saídas exigidas na especificação do problema (impressões).
Passo - Levantar e analisar todas as entradas citadas na especificação do problema (leituras).
Passo - Verificar se é necessário gerar valores internamente ao algoritmo e levantar as variáveis
necessárias e os valores iniciais de cada uma.
Passo £- Levantar e analisar todas as transformações necessárias, dadas as entradas e valores gerados
internamente, para produzir as saídas especificadas.
Passo º- Testar cada passo do algoritmo.
Passo 8 - Avaliação geral, elaborando o algoritmo e revendo comentários.
º. EXERCÍCIOS COMPLEMENTARES - I
3. Faça um algoritmo que leia quatro idades e calcule a média das mesmas.
2. Altere o algoritmo de media de idade para ler também os nomes e ao final mostrar a mensagem com os três
nomes mais a média de suas idades.
3. Faça um algoritmo que faça a soma dos números inteiros de 3 a 38.
4. Faça um programa que leia 4 números inteiros e apresente:
‡ Média dos ímpares
‡ Maior número par
‡ Diferença do maior menos o menor número
5. Faça um programa que leia o nome e a idade de 3 pessoas e apresente:
‡ Maior idade
‡ Nome da pessoa mais nova
‡ Média das idades
7. Faça um programa que leia a medida do lado de um quadrado e calcule e apresente a área e o perímetro desta
figura. Obs: Perímetro é a soma de todos os lados de uma figura geométrica.
8. Faça um programa que leia o raio de uma circunferência e calcule e apresente sua a área e perímetro.
23
. Faça um programa que leia o valor dos lados de um triângulo retângulo e calcule e apresente a sua área.
Área = (base*altura)/2
24
ALGORÍTMOS BASEADOS
DADOS HOMOGÊNEAS:
EM
ESTRUTURAS
DE
c
1. VETORES E MATRIZES
Antes de tratarmos das estruturas de dados homogêneas, vejamos algumas novas estruturas de controle,
que faremos uso quando trabalharmos com vetores e matrizes.
a. REPETIÇÃO COM VARIÁVEL DE CONTROLE ± PARA (for)
Repete uma instrução um pré-determinado número de vezes.
para cde caté passo cfaça
onde:
: variável de controle.
: valor inicial de v.
: valor final de v.
: valor do incremento de v.
Sintaxe do comando:
‡ !"#$%!Lc
Para de até passo Faça
C3;
C2;
.
.
Cn;
Fim Para;
‡ c
for (v = ; v < 3 ;v++) /* v = ; enquanto v for menor que 3
{
printf (³%d´, &v)
}
faça; v incremento + 3*/
gcc: v, i, f, p são variáveis quaisquer e que, de acordo com as regras da programação
estruturada, não devem ser modificadas nos comandos C3, C2, . . ., Cn. O comando cé, na verdade, o comando
utilizando-se uma variável de controle, escrito numa notação compactada. Neste caso existirá sempre uma
inicialização da variável de controle, um teste para verificar se a variável atingiu o limite e um acréscimo na variável.
Exemplo para comparação entre ce c
Início
Inteiro X;
X = 3 /*inicialização*/
Enquanto (X <=3 ) Faça /*teste*/
Leia(v[X]);
X = X +3; /*acréscimo*/
Fim Enquanto;
Fim.
Equivale a:
Início
Inteiro X;
Para X de 3 até 3 Passo 3 Faça
Leia(v[X]);
Fim Para
Fim.
25
-!c
3) Assim como no comando enquanto, se o valor inicial (i) já for superior ao limite (f ), os comandos C3,
C2,...,Cn não serão executados.
2) Toda vez que o fim para é encontrado, a variável de controle (i) é incrementada pelo passo p e o teste
(v<=l) é feito.
3) O valor da variável de controle torna-se indefinido assim que é executado o comando para.
Neste aspecto o comando é diferente do comando . Por exemplo, com o trecho de algoritmo
seguinte:
Para X de 3 até 3 Passo 3 Faça
Imprima (X);
Fim Para;
Imprima (X);
serão impressos dentro do comando : 3,2,3,4,5,6,7,8,,3 e fora do comando será impresso o valor
33.
Quando o passo (p) for igual a 3, não será necessário escrever esta especificação no comando.
No exemplo acima teríamos:
Para X de 3 até 3 Faça
Imprima (X);
Fim Para;
¦. SELEÇÃO DENTRE AS MÚLTIPLAS ALTERNATIVAS -CASO (CASE)
Em nossos algoritmos, quando uma variável ou expressão aritmética puder assumir váriosvalores diferentes,
e a execução do programa for diferente dependendo do valor obtido ouassumido por esta variável ou expressão,
poderemos utilizar a estrutura que se segue, ao invésde vários "Se" aninhados.
‡ !"#$%!Lc
Início
Conforme
Caso IDENTIFICADOR = Valor_3
comando3;
Caso IDENTIFICADOR = valor_2
comando2;
Caso IDENTIFICADOR = valor_3
comando3;
Senão
comandoN;
Fim Conforme;
Fim.
‡ M Nc
#include <stdio.h>
main ()
{
char Ch;
do
{
printf ("\n\nEscolha um:\n\n"); // \n Nova linha
printf ("\t(3)...Mamao\n"); // \t Tabulação horizontal ("tab")
printf ("\t(2)...Abacaxi\n");
printf ("\t(3)...Laranja\n\n");
fflush(NULL);
scanf("%c",&Ch);
} while ((Ch!='3')&&|(Ch!='2')&&(Ch!='3'));
switch (Ch) // Conforme
{
case '3': // Caso
26
printf ("\t\tVoce escolheu Mamao.\n");
break;
case '2':
printf ("\t\tVoce escolheu Abacaxi.\n");
break;
case '3':
printf ("\t\tVoce escolheu Laranja.\n");
break;
}
}
3. Após obter-se um valor verdadeiro para um dos casos, cessam os testes dos casos e o próximo comando a
ser executado é o que vem a seguir do Fim Conforme.
Esta estrutura também pode ser utilizada testando-se as condições ao invés de valores, paradeterminar qual
o comando a ser executado após o teste de cada condição (Ver exemplo b). Emprogramação, uma aplicação sempre
interessante desta estrutura é no tratamento de Menus deOpções, quando para cada seleção feita pelo usuário do
programa, haverá uma sequência deações diferentes a ser executada. Outra aplicação é na impressão de diferentes
mensagens deerro.
Exemplos!c
a) Início /*trecho de algoritmo para tratamento de três possíveis erros conhecidos na execução de um
programa*/
Conforme
Caso ERRO = 3
Imprima (MSG3);
Caso ERRO = 2
Imprima (MSG2);
Caso ERRO = 3
Imprima (MSG3);
Senão
Imprima (³ERRO NÃO CONHECIDO´);
Fim Conforme;
Fim.
c
b) Início /* trecho de algoritmo para impressão da situação de um aluno a partir da MÉDIA obtida ao
fim do curso */
Conforme
Caso MÉDIA > 7.
Imprima (³APROVADO COM DIPLOMA´);
Caso MÉDIA > = 5.
Imprima (³APROVADO COM CERTIFICADO´);
Senão
Imprima (³REPROVADO´);
Fim Conforme;
Fim.
. VETORES
Um vetor ou agregado homogêneo, ou ainda variável composta homogênea, é uma estrutura de dados que
contêm elementos de mesmo tipo, que podem ser referenciados como um todo. Ao declararmos um vetor, estamos
reservando na memória principal do computador uma série de células para uso da variável daquele tipo. O nome do
vetor aponta para a base das células e o seu início dá a posição relativa do elemento referenciado ao primeiro (base).
Nem sempre os tipos básicos (inteiro, real, caractere e lógico) são suficientes para exprimir estruturas de
dados em algoritmos. Por exemplo consideremos um problema em que umprofessor com 5 alunos deseja imprimir a
nota e a média de seus alunos. Nesse caso serianecessário se considerar cinco variáveis reais para contar as notas
dos cinco alunos. Imagine queo número de alunos da turma seja 8 . Só a declaração destas variáveistornaria
impraticável aredação do algoritmo. Daí a necessidade de novos tipos serem criados. Um destes tipos, o vetor,será
estudado.
27
Os vetores podem ser unidimensionais ou multidimensionais (matrizes). Um vetorunidimensional, como uma
lista de notas dos 5 alunos de uma turma, tem apenas um índice. Seexistirem porém várias turmas poderemos
utilizar um vetor com dois índices (o número da turma eo número do aluno da turma). Abordaremos este assunto
ainda neste capítulo.
.1.
DECLARAÇÃO DE VETORES
Pi - Posição Inicial do Vetor
Pf - Posição Final do Vetor
Quando o C vê uma declaração como esta ele reserva um espaço na memóriasuficientemente grande para
armazenar o número de células especificadas em tamanho. Porexemplo, se declararmos:
float exemplo [2 ];
o µC¶ irá reservar 4x2 =8 bytes. Estes bytes são reservados de maneira contígua. Nalinguagem C a
numeração começa sempre em zero. Isto significa que, no exemplo acima, osdados serão indexados de a 3. Para
acessá-los vamos escrever:
exemplo[ ]
exemplo[3]
.
.
exemplo[3]
Mas ninguém o impede de escrever:
exemplo[3 ]
exemplo[3 3]
Por quê? Porque o C não verifica se o índice que você usou está dentro dos limites válidos.Este é um
cuidado que Uocêdeve tomar. Se o programador não tiver atenção com os limites devalidade para os índices ele
corre o risco de ter variáveis sobrescritas ou de ver o computadortravar. Bugs terríveis podem surgir. Vamos ver
agora um exemplo de utilização de vetores:
!c
Real Notas[3:8 ];
O número de elementos de um vetor é dado por: O;c
Isto significa que as posições do vetor são identificadas a partir de Pi, com incrementos unitários,
até Pf:
Pi
Pi + 3
-----------
Pf
Cada elemento de um vetor é tratado como se fosse uma variável simples. Para referência a umelemento do
vetor, utiliza-se o nome do vetor e a identificação do elemento (índice) entrecolchetes. Por exemplo, se desejarmos
atribuir o valor ³FMI´ ao elemento identificado pelo índice6 do vetor anterior, teremos:
NOME[4] ĸ´FMI´ que produzirá
3
2
3
FMI
4
5
Ex.: Algoritmo para ler as notas de 3 alunos e imprimir os nomes daqueles cujas notas foremmaior que a
média.
‡ @ gc-cP
c6
Qc
Início
Caracter Nome3, Nome2, Nome3;
Real Nota3, Nota2, Nota3;
Leia(Nome3, Nota3);
Leia (Nome2, Nota2);
Leia (Nome3, Nota3);
Média = (Nota3+Nota2+Nota3)/3. ;
Se Nota3 > Média Então
Imprima (Nome3);
Fim Se;
Se Nota2 > Média Então
Imprima (Nome2);
Fim Se;
Se Nota3 > Média Então
Imprima (Nome3);
‡ @ gc-cP c6
Qc
Início
Caracter Nome[ :2]
Real Nota[ :2];
Real Soma;
Para I de até 2 Faça
Leia (Nome[I], Nota[I]);
Fim Para;
/*Cálculo da Média*/
Soma = . ;
Para I de até 2 Faça
Soma = Soma + Nota [I] ;
Fim Para;
Média = Soma/3. ;
Para I de até 2 Faça
Se Nota[I] > Média Então
28
Fim Se;
Fim.
Imprima (Nome[I]);
Fim Se;
Fim Para;
Fim.
3- Para inicializar um vetor com valores diferentes, utilizamos um comando ³ construtor´
NOTA ={ 5.7, .5, 3 . , ..., 7.5}; que equivale a: NOTA [ ] = 5.7, NOTA[2] =3 . ;....etc.
3) Dado o vetor CRR de caracteres abaixo,
CRR
!
U
3
O
2
T
3
R
E
4
5
C
6
A
7
Qual será a sua configuração depois de executados os comandos:
Para I de até 3 passo 3 Faça
AUX =CRR[I];
CRR[I]=CRR[6-I+3];
CRR[6-I+3] =AUX;
Fim Para;
2) Dados dois vetores R[] e S[3], escreva um algoritmo que: Leia os vetores R e S e Gere ovetor X
correspondente à união dos vetores R e S.
Início
Inteiro R[ :],S[ :3],X[ :2];
Inteiro I;
Leia (R, S);
Para I de até Passo 3 Faça
X[I] = R[I];
Fim Para
Para I de até 3 Passo 3 Faça
X[I+3 ] = S[I];
Fim Para;
Imprima (X);
Fim.
a) Gere o vetor Y com os elementos comuns de R e S
Início
inteiro R[ :], Y[ :], S[ :3], I, J, K;
leia (R,S);
Y=
para I de até faça
K = 3;
para J de até 3 faça
se R[I] == S[J] então
enquanto K<=I faça
se Y[K] != R[I] então
se Y[K]== então
Y[K] =R[I];
fim se;
senão abandone;
fim se;
K =K+3;
fim enquanto;
fim se;
se Y[K]==R[I] então
abandone;
fim se;
fim para;
fim para;
imprima (Y);
Fim.
c
2
3) Um armazém trabalha com 3 mercadorias diferentes identificadas pelos números inteiros de 3 a 3 . O
dono do armazém anota a quantidade de cada mercadoria vendida durante o mês. Ele tem uma tabela que indica
para cada mercadoria o preço de venda. Escreva o algoritmo para calcular o faturamento mensal de armazém, isto é:
c
G ”/
A tabela de preço e quantidade são fornecidas em dois conjuntos, sendo que um conjunto contém a
quantidade vendida e o outro o preço de cada mercadoria.
Solução
Início /* calcula o faturamento*/
real QUANTIDADE[ :], PREÇO[ :] /*Tabela de Qtdes vendidas e Preço*/
real FATURAMENTO;
inteiro I; /* indexador*/
FATURAMENTO = ;
leia (QUANTIDADE, PREÇO);
para I de até faça
FATURAMENTO = FATURAMENTO +QUANTIDA DE[I]*PREÇO[I];
fim para;
imprima (FATURAMENTO);
Fim.
c
c
¦.10. EXERCÍCIOS SOBRE VETORES
3. Faça um algoritmo que leia 38 números inteiros e calcule e imprima a soma dos mesmos.
2. Faça um algoritmo que leia 38 números inteiros e calcule e imprima a média dos mesmos
3. Faça um programa que leia 4 números inteiros e apresente:
‡ Média dos ímpares
‡ Maior número par
‡ Diferença do maior menos o menor número
4. Faca um programa que leia um conteúdo com 3
números inteiros e apresente a media dosnúmeros.
5. Faca um programa que leia 2 conjuntos com 5 números inteiros e gere um terceiro conjuntocom a media dos
elementos de A e B. Apresente o C.
6. Faca um programa que leia um conjunto A com 3 números inteiros e que armazene em umconjunto B do mesmo
tipo os elementos de A multiplicados por 3. apresente o conjunto B.
7. Faça um programa que leia um conjunto A com 3 números inteiros e que gere um conjunto Bcom os elemento
de A de acordo com a seguinte regra. Se o elemento de A for par, armazene emB multiplicando por 5. Se o elemento
de A for impar, armazene em B somando 5.
8. Faça um programa que leia dois conjuntos A e B com 2 inteiros e troque os valores de A comB.
. Faça um programa que leia dois conjuntos A e B com 35 números inteiros e gere um conjuntode 3 elementos,
onde os 35 primeiros elementos são de A e o resto de B. Apresente oconjunto C.
3
. MATRIZES
Definição: Conjunto de dados referenciados por um mesmo nome e que necessita de mais deum índice para
ter seus elementos individualizados.
‡ Quando temos mais de uma dimensão então utilizamos as matrizes, que de diferente, nouso e na
declaração, só tem estas dimensões a mais explícitas:
‡ A sintaxe é a seguinte:
 ? ? [Pi3:Pf3, Pi2:Ps2,......, Pin:Pfn];
Esta especificação corresponde apenas à criação do modelo, e, para efetivar a estrutura dedados dentro do
algoritmo, é necessária uma declaração dando um nome à variável que segue omodelo.
Ex:
Real MAT[3:3,3:4];
ou seja,
MAT
2
3
3
4
3
2
3
O número de dimensões da matriz será igual ao número de vírgulas ( , ) da declaraçãomais 3. O número de
elementos é igual ao produto do número de elementos de cadadimensão: (Pf1-Pi1+1)*(Pfa-Pia+1)*...*(Pfn-Pin+1)
Exercícios
3) Qual é o número de elementos e dimensões das matrizes especificadas abaixo:
a) real MAT3[ :2,3:5];
b) Caracter MAT2[3:3, 2:4, 3:4]
Para referenciar um elemento da matriz são necessários tantos índices quantas são as dimensõesda matriz.
Numa matriz bidimensional (duas dimensões) o primeiro índice indica a linha e osegundo, a coluna. No exemplo
anterior, MAT3[3,3] se refere ao elemento da linha número 3(segunda linha no caso) e coluna número 3 (terceira
coluna)
MAT3
3
2
3
4
5
3
2
Para matrizes com três dimensões, repete-se a estrutura bidimensional tantas vezes quantos sãoos
elementos da terceira dimensão, numerando-as de acordo com os limites especificados nadeclaração de tipo.
Exemplo3:O que será impresso no algoritmo abaixo:
Início
inteiro M3[3:3,3:2];
inteiro: I, J;
M3[3,3] = 3;
M3[3,2] = 2;
M3[2,3] = 3;
M3[2,2] = 4;
M3[3,3] = 5;
M3[3,2] = 6;
Imprima(M3);
33
Para I de 3 até 2 Faça
Para J de 3 até 3 Faça
Imprima (M3[J,I]);
Fim Para;
Fim Para;
Fim.
Exemplo 2:
Dada a matriz MAT abaixo
3
2
3
4
3
O
Q
*
I
2
E
A
E
S
3
A
*
*
S
Qual será a configuração de MAT depois de executado o algoritmo:
Início
Inteiro I, J;
Caracter AUX;
Caracter M3[3:4,3:4];
Leia (MAT);
Para I de 3 até 4 Passo 3 Faça
Para J de I+3 até 4 Passo 3 Faça
AUX = MAT[I,J];
MAT[I,J] = MAT[J,I];
MAT[J,I] = AUX;
Fim Para;
Fim Para;
AUX=MAT[3,3];
MAT[3,3]=MAT[4,4];
MAT[4,4]= AUX;
AUX = MAT[2,2];
MAT[2,2] = MAT[3,3];
MAT[3,3] = AUX
Fim.
Notas:
3- Para percorrer a matriz linha por linha:
Fixar a linha
Variar a coluna
Inteiro exemplo[3:3, :4];
I =3;
Enquanto I<=3 Faça
J= ;
Enquanto J<= 4 Faça
exemplo[I,J] =I+J;
J=J+3;
Fim Enquanto;
I=I+3;
Fim Enquanto;
2- Para percorrer a matriz coluna por coluna
Fixar a coluna
Variar a linha
Inteiro exemplo[3:3, :4];
J= ;
Enquanto J<=4 Faça
I=3;
32
Enquanto I<= 3 Faça
exemplo[I,J] =I+J;
I=I+3;
Fim Enquanto;
J=J+3;
Fim Enquanto;
ou então:
Para j de até 4 Passo 3 Faça
Para I de 3 até 3 Passo 3 Faça
exemplo[I,J]ĸI+J;
Fim Para;
Fim Para;
Como no caso de vetores, também para matrizes podemos ter comandos concisosparainicialização, leitura e
impressão.
Por exemplo, seja MAT definida por:
Inteiro MAT[3:3 ,3:8];
O comando:
Leia (MAT);
é equivalente ao seguinte trecho:
Para i de 3 até 3 Passo 3 Faça
Para j de 3 até 8 Passo 3 Faça
leia (MAT[I,J];
Fim Para;
Fim Para;
Do mesmo modo, pode-se inicializar uma matriz com todos os seus elementos iguais a umdeterminado valor
escrevendo
MAT = ;
.1.
Exercícios ResolUidos
3) Dada uma matriz MAT de 4 x 5 elementos, faça um algoritmo para somar os elementos de cadalinha
gerando o vetor SOMALINHA. Em seguida, somar os elementos do vetor SOMALINHA navariável TOTAL que deve
ser impressa no final:
Exemplo
3
3
3
3
3
3
3
33
Solução:
Início
Real MAT[3:4, 3:5];
Real SOMALINHA[3:4];
Real: TOTAL;
Inteiro: I, J;
SOMALINHA= ;
TOTAL= ;
33
Leia (MAT);
Para I de 3 até 4 Faça
Para J de 3 até 5 Faça
SOMALINHA[I]= SOMALINHA[I]+MAT[I,J];
Fim Para;
TOTAL=TOTAL+SOMALINHA[I];
Fim Para;
Imprima (³TOTAL=´, TOTAL);
Fim.
2) Escreva um algoritmo que leia duas matrizes reais de dimensão 3 x 5, calcule e imprima asoma das
matrizes.
Início
Real A[3:3,3:5], B[3:3,3:5], C[3:3,3:5];
Inteiro: I, J;
Leia (A,B);
I=3;
Enquanto I<=3 faça
J=3
Enquanto J<=5 faça
C[I,J] =A[I,J]+B[I,J];
J=J+3;
Fim Enquanto;
I=I+3;
Fim Enquanto;
Imprima ( ³C=´ ,C );
Fim.
3) Escreva um algoritmo para um programa que leia uma matriz quadrada 2 x 2 de elementosreais, divida
cada elemento de uma linha da matriz pelo elemento da diagonal principal desta linhae imprima a matriz assim
modificada.
Obs. û
c
Elementos da diagonal principal; M[3,3], M[2,2], M[3,3], M[4,4]
Início
real M[3:2 ,3:2 ];
Inteiro: I, J;
Real: DIAGONAL;
Leia (M);
Para I de 3 até 2 Faça
DIAGONAL =M[I,I];
Para J de 3 até 2 Faça
M[I,J] =M[I,J]/DIAGONAL;
Fim Para;
Fim Para;
Imprima (³M=´,M);
Fim.
c
34
MODULARIZAÇÃO DE ALGORITMOS
1. INTRODUÇÃO
Vimos que os algoritmos estruturados são desenvolvidos levando-se em conta algumaspremissas básicas:
;5c Desenvolver o algoritmo em diferentes fases de detalhamento crescente, do geral ao particular,por
refinamentos sucessivos (desenvolvimento "top-down" ou de cima para baixo).
E5c Decompor o algoritmo em módulos funcionais, organizados de preferência em um sistemahierárquico.
Esses módulos trazem vantagens adicionais para testes, pois testa-se um módulo (ouseja, uma parte do programa)
de cada vez, independentemente; e para reutilização de um móduloem outros algoritmos e programas, no futuro.
Passaremos agora a formalizar a utilização de módulos nos nossos algoritmos e verificar asvantagensque os
mesmos trazem para entendimento, construção, codificação, teste e reutilizaçãodos mesmos. A grande maioria das
linguagens de programação que são utilizadas, tem estafacilidade, seja com o nome de Sub-rotinas, Subprogramas,
Procedimentos, Funções, Módulos,Blocos, etc., sempre é possível subdividir-se um programa de modo a facilitar o
entendimento,permitir a reutilização, evitando-se a repetição de blocos dos programas. No nosso pseudocódigodefiniremos dois tipos de módulos: Os procedimentos ("procedures") e as funções ("functions").
Os procedimentos e funções são normalmente definidos antes de seremutilizados(chamados) pelo programa
principal. Em se tratando de algoritmos, entretanto,poderemos definir nossos procedimentos e funções em qualquer
parte do algoritmo principal oudepois dele, adotando os formatos que se seguem e as normas de documentação.
a. PROCEDIMENTOS
Um procedimento é uma seqüência de comandos precedida por uma sequência dedeclarações que possui
um identificador (nome do procedimento), uma lista de parâmetrosopcional e pode realizar qualquer tipo de
processamento que o programador ou analista deseje.As variáveis, os tipos e as constantes declaradas dentro de um
procedimento só são acessáveisdentro dos comandos do procedimento. São chamadasvariáveis locais. Em um
Algoritmo, asvariáveis, tipos e constantes declaradas logo após o identificador do algoritmo, são acessíveis evisíveis
dentro de qualquer procedimento que esteja sendo usado pelo algoritmo. São chamadasvariáveis Globais. É uma
boa técnica ao se construir um procedimento, não fazer uso no mesmo,de variáveis globais e referenciar e utilizar
apenas as variáveis locais e os parâmetros doprocedimento. Isso fará com que cada procedimento, ao ser
modificado, não afete outras partesdo Algoritmo, e da mesma forma as variáveis globais poderão ser modificadas
sem que hajaefeitos colaterais nos procedimentos.
Sintaxe de declaração
Procedimento < nome do Procedimento>
Início
<declarações>;
C3;
C2;
.
Cn;
Fim { nome do procedimento}.
! O que será impresso no algoritmo abaixo?
Início
Inteiro: X,Y,A,B,C,D;
c >c
c
!c@$R(R >c
@$RĸR >c
RĸS>c
Sĸ@$R >c
8c1c
Aĸ5;
Bĸ3;
35
Imprima(A, B);
XĸA;
YĸB;
Troca;
AĸX;
BĸY;
Imprima(A, B);
Cĸ4;
Dĸ;
Imprima(C, D);
XĸC;
YĸD;
Troca;
CĸX;
DĸY;
Imprima(C, D);
Fim.
Os módulos que estivemos utilizando na apostila, nos capítulos anteriores, são procedimentossem
parâmetros, ou seja, que fazem uso de variáveis globais e sua única importante vantagem éfacilitar o entendimento e
a solução do algoritmo.
Utilizando parâmetros e não variáveis globais dentro do procedimento, podemos, por assimdizer, isolá-lo do
meio exterior e obter vantagens adicionais na codificação, pois, uma vez queforam bem definidos os parâmetros, um
programador poderá desenvolver seu procedimento semse preocupar com o algoritmo que o vai chamar. Poderemos
também testá-lo individualmente eisoladamente para verificar sua correção. Isto será comprovado na disciplina LP. A
isto sedenomina Encapsulamento. Uma lista de parâmetros consiste em uma lista de variáveis e seusrespectivos
tipos.
Procedimento < nome do Procedimento> (<lista de parâmetros>)
< especificação de parâmetros>
Início
<declaração de variáveis locais>
C3;
C2;
.
.
Cn;
Fim. { nome do procedimento}
Exemplo de Procedimento:
Procedimento TROCAINTEIROS (Inteiro NUM3,inteiro NUM2)
Início
Inteiro AUXNUM;
AUXNUM = NUM3;
NUM3 = NUM2;
NUM2 = AUXNUM;
Fim.
¦. FUNÇÕES
Funções são as estruturas que permitem ao usuário separar seus programas em blocos. Senão as
tivéssemos, os programas teriam que ser curtos e de pequena complexidade. Parafazermos programas grandes e
complexos temos de construí-los bloco a bloco.
Uma função é um módulo que tem por objetivo calcular e retornar ao algoritmo,procedimento ou função
"chamador" um valor. A chamada de uma função para execução é feitaapenas citando-se o seu identificador no meio
de uma expressão. Vide as funções previamenteexistentes no nosso pseudo-código. Uma função é dita recursiva
quando chama a ela própria.
Uma função no C tem a seguinte forma geral:
!? " #
Início
36
? $
Em PORTUGOL utilizaremos a seguinte forma
‡ !"#$%!Lc
Tipo-de-retorno<nome da função>(<declaração dos parâmetros>)
Início
Corpo da Função
Fim.
Onde:
‡ A lista de parâmetros é semelhante à dos procedimentos
‡ Antes do nome da função dá o tipo do valor que a função retorna ao algoritmo ouprocedimento chamador.
O tipo-de-retorno é o tipo de variável que a função vai retornar. O default é o tipo 25, ou seja, uma
função para qual não declaramos o tipo de retorno é considerada comoretornando um inteiro. A declaração de
parâmetros é uma lista com a seguinte forma geral:
3 %
Repare que o tipo deve ser especificado para cada uma das N variáveis de entrada. É nadeclaração de
parâmetros que informamos ao compilador quais serão as entradas da função(assim como informamos a saída no
tipo-de-retorno).
O corpo da função é a sua alma. É nele que as entradas são processadas, saídas sãogeradas ou outras
coisas são feitas.
O Comando retorna (return)
O comando ctem a seguinte forma geral:
ou Digamos que uma função está sendo executada. Quando se chega a uma declaração
c2
5ca
função é encerrada imediatamente e, se o valor de retorno é informado, afunção retorna este valor. É importante
lembrar que o valor de retorno fornecido tem que sercompatível com o tipo de retorno declarado para a função.
Uma função pode ter mais de uma declaração c2
5. Isto se torna claro quandopensamos que a
função é terminada quando o programa chega à primeira declaração retorna(
5. Abaixo estão dois exemplos de
uso do retorna (
5:
2 :
Inteiro VALORABSOLUTO (inteiro X)
Início
Se X > = Então
VALORABSOLUTO =X;
Senão
VALORABSOLUTO = (-X);
Fim Se;
Fim.
c
cc!c
c
c
c
c ccg7cc
c
- Algoritmo para calcular o quadrado de um número
‡ !"#$%!Lc
Inteiro Square(inteiro a)
Início
retorna (a*a);
Fim.
Algoritmo Principal
Início
inteiro num;
imprima ("Entre com um numero: ");
37
leia (num);
num=Square(num);
imprima ("O seu quadrado vale:", num);
Fim.
‡ c c
#include <stdio.h>
int Square (int a){
return (a*a);
}
int main (){
int num;
printf ("Entre com um numero: ");
scanf ("%d",&num);
num=Square(num);
printf ("\n\nO seu quadrado vale: %d\n",num);
return ;
}
- Algoritmo para verificar se um número é divisível por 2.
‡ !"#$%!Lc
inteiro EPar (inteiro a)
início
se (a%2) então /* Verifica se a e divisivel por dois */
return ; /* Retorna se nao for divisível, a%3=3 */
senão
return 3; /* Retorna 3 se for divisivel , a% = */
fim se;
fim.
Algoritmo Principal
Início
inteiro num;
imprima ("Entre com numero: ");
leia (num);
se (EPar(num)) então
imprima ("O numero e par.");
senão
imprima ("O numero e impar.");
fim se;
Fim.
‡ c c
#include <stdio.h>
int EPar (int a){
if (a%2) /* Verifica se a e divisivel por dois */
return ; /* Retorna se nao for divisivel */
else
return 3; /* Retorna 3 se for divisivel */
}
int main (){
int num;
printf ("Entre com numero: ");
scanf ("%d",&num);
if (EPar(num))
printf ("\n\nO numero e par.\n");
else
printf ("\n\nO numero e impar.\n");
return ;
}
É importante notar que, como as funções retornam valores, podemos aproveitá-los parafazer atribuições, ou
mesmo para que estes valores participem de expressões. Mas podemosfazer:
38
func(a,b)=x; /* Errado! */
c
. Protótipos de Funções
Até agora, nos exemplos apresentados, escrevemos as funções antes de escrevermos afunção principal,
25. Isto é, as funções estão fisicamente antes da função principal 25.
Isto foi feito por uma razão. Imagine-se na pele do compilador. Se você fosse compilar a função25, onde
são chamadas as funções, você teria que saber com antecedência quais são ostipos de retorno e quais são os
parâmetros das funções para que você pudesse gerar o códigocorretamente. Foi por isto que as funções foram
colocadas antes da função 25: quando ocompilador chegasse à função 25cele já teria compilado as funções
e já saberia seusformatos. Mas, muitas vezes, não poderemos nos dar ao luxo de escrever nesta ordem.
Muitasvezes teremos o nosso programa espalhado por vários arquivos. Ou seja, estaremos chamandofunções em
um arquivo que serão compiladas em outro arquivo. Como manter a coerência? Asolução são os protótipos de
funções. Protótipos são nada mais, nada menos, que declarações defunções. Isto é, você declara uma função que irá
usar. O compilador toma então conhecimento doformato daquela função antes de compilá-la. O código correto será
então gerado. Um protótipotem o seguinte formato:
!?
" #
onde o tipo-de-retorno, o nome-da-função e a declaração-de-parâmetros são os mesmosque você pretende
usar quando realmente escrever a função. Repare que os protótipos têm umanítida semelhança com as declarações
de variáveis. Vamos implementar agora um dos exemplosda seção anterior com algumas alterações e com
protótipos:
‡ !"#$%!Lc
inteiro Square (inteiro a);
Algoritmo Principal
início
inteiro num;
imprima ("Entre com um numero: ");
leia (num);
num=Square(num);
imprima ("O seu quadrado vale:", num);
retorna ( );
fim.
inteiro Square (inteiro a)
início
retorna (a*a);
fim.
‡ M Nc
#include <stdio.h>
int Square (int a);
int main (){
int num;
printf ("Entre com um numero: ");
scanf ("%f",&num);
num=Square(num);
printf ("\n\nO seu quadrado vale: %f\n",num);
return ;
}
int Square (int a){
return (a*a);
}
3
Observe que a função 25cestá colocada depois do algoritmo principal, mas o seuprotótipo está antes.
Sem isto este programa não funcionaria corretamente.
Usando protótipos você pode construir funções que retornam quaisquer tipos de variáveis.É bom ressaltar
que funções podem também retornar ponteiros sem qualquer problema. Osprotótipos não só ajudam o compilador.
Eles ajudam a você também: usando protótipos, ocompilador evita erros, não deixando que o programador use
funções com os parâmetros erradose com o tipo de retorno errado, o que é uma grande ajuda!
. Escopo de VariáUeis
O escopo é o conjunto de regras que determinam o uso e a validade de variáveis nasdiversas partes do
programa.
.1.
VariáUeis locais
O primeiro tipo de variáveis que veremos são as variáveis locais. Estas são aquelas que sótêm validade
dentro do bloco no qual são declaradas. Podemos declarar variáveis dentro dequalquer bloco. Só para lembrar: um
bloco começa quando abrimos uma chave e termina quandofechamos a chave. Até agorasó tínhamos visto variáveis
locais para funções completas. Mas umcomando para(5cpode ter variáveis locais e que não serão conhecidas fora
dali. A declaraçãode variáveis locais é a primeira coisa que devemos colocar num bloco. A característica que tornaas
variáveis locais tão importantes é justamente a de serem exclusivas do bloco. Podemos terquantos blocos quisermos
com uma variável local chamada , por exemplo, e elas nãoapresentarão conflito entre elas.
A palavra reservada do C cserve para dizer que uma variável é local. Mas nãoprecisaremos usá-la pois
as variáveis declaradas dentro de um bloco já são consideradas locais.
Abaixo vemos um exemplo de variáveis locais:
‡ !"#$%!Lc
funcao3 (...)
Início
inteiro abc,x;
...
Fim.
funcaq (...)
Início
inteiro abc;
...
Fim.
inteiro principal ()
Início
inteiro a,x,y;
para (...)
{
real a,b,c;
...
}
...
Fim.
‡ M Nc
func3 (...)
{
int abc,x;
...
}
func (...)
{
int abc;
4
...
}
int main ()
{
int a,x,y;
for (...)
{
float a,b,c;
...
}
...
}
No programa acima temos três funções. As variáveis locais de cada uma delas não irãointerferir com as
variáveis locais de outras funções. Assim, a variável cde ;25cnão temnada a ver (e pode ser tratada
independentemente) com a variável cde E25. A variável cde;25cé também completamente independente
da variável cda função principal 25. Asvariáveis , ce csão locais ao bloco para25. Isto quer dizer que só são
conhecidas dentrodeste bloco e são desconhecidas no resto da função Principal2255. Quando usarmos avariável
cdentro do bloco para 25cestaremos usando a variável clocal ao para25ce não avariável cda função 25.
¦.11. Parâmetros formais
O segundo tipo de variável que veremos são os parâmetros formais. Estes são declaradoscomo sendo as
entradas de uma função. Não há motivo para se preocupar com o escopo deles. Éfácil: o parâmetro formal é uma
variável local da função. Você pode também alterar o valor de umparâmetro formal, pois esta alteração não terá
efeito na variável que foi passada à função. Istotem sentido, pois quando o C passa parâmetros para uma função,
são passadas apenas cópiasdas variáveis. Isto é, os parâmetros formais existem independentemente das variáveis
que forampassadas para a função. Eles tomam apenas uma cópia dos valores passados para a função.
¦.1a. VariáUeis globais
Variáveis globais são declaradas, como já sabemos, fora de todas as funções do programa.Elas são
conhecidas e podem ser alteradas por todas as funções do programa. Quando umafunção tem uma variável local
com o mesmo nome de uma variável global a função darápreferência à variável local. Vamos ver um exemplo no
nosso pseudo-Código:
inteiro z,k;
func3 (...)
{
inteiro x,y;
...
}
func2 (...)
{
inteiro x,y,z;
...
z=3 ;
...
}
principal
{
inteiro count;
...
}
No exemplo acima as variáveis .ce Tcsão globais. Veja que E25ctem uma variável localchamada ..
Quando temos então, em E25, o comando .B;=cquem recebe o valor de 3 é avariável ?, não afetando o valor
da variável global ..Evite o uso de variáveis globais. Elas ocupam memória o tempo todo (as locaissó
ocupam memória enquanto estão sendo usadas) e tornam o programa mais difícil de serentendido e menos geral.
c
43
£. Passagem de parâmetros por Ualor e passagem por referência
Já vimos que, na linguagem C, quando chamamos uma função os parâmetros formais dafunção copiam os
valores dos parâmetros que são passados para a função. Isto quer dizer quenão são alterados os valores que os
parâmetros têm fora da função. Este tipo de chamada defunção é denominado chamada por valor. Isto ocorre porque
são passados para a função apenasos valores dos parâmetros e não os próprios parâmetros. Veja o exemplo abaixo:
Exemplo
‡ !"#$%!Lc
real sqr (real num);
int main ()
{
real num,sq;
imprima ("Entre com um numero: ");
leia (num);
sq=sqr(num);
imprima ("O numero original e:",num);
imprima ("O seu quadrado vale:",sq);
}
real sqr (real num)
{
num=num*num;
retorna num;
}
‡ c c
#include <stdio.h>
float sqr (float num);
void main ()
{
float num,sq;
printf ("Entre com um numero: ");
scanf ("%f",&num);
sq=sqr(num);
printf ("\n\nO numero original e: %f\n",num);
printf ("O seu quadrado vale: %f\n",sq);
}
float sqr (float num)
{
num=num*num;
return num;
}
No exemplo acima o parâmetro formal cda função 25csofre alterações dentro dafunção, mas a variável
cda função principal 25cpermanece inalterada: é uma chamada porvalor.
Outro tipo de passagem de parâmetros para uma função ocorre quando alterações nosparâmetros formais,
dentro da função, alteram os valores dos parâmetros que foram passadospara a função. Este tipo de chamada de
função tem o nome de "chamada por referência". Estenome vem do fato de que, neste tipo de chamada, não se
passa para a função os valores dasvariáveis, mas sim suas referências (a função usa as referências para alterar os
valores dasvariáveis fora da função).
O C só faz chamadas por valor. Isto é bom quando queremos usar os parâmetros formais àvontade dentro da
função, sem termos que nos preocupar em estar alterando os valores dosparâmetros que foram passados para a
função. Mas isto também pode ser ruim às vezes, porquepodemos querer mudar os valores dos parâmetros fora da
função também. O C++ tem um recursoque permite ao programador fazer chamadas por referência. Há entretanto,
no C, um recurso deprogramação que podemos usar para simular uma chamada por referência. Quando
queremosalterar as variáveis que são passadas para uma função, nós podemos declarar seus parâmetrosformais
como sendo . Os ponteiros são a "referência" que precisamos para poder alterara variável fora da função. O
42
único inconveniente é que, quando usarmos a função, teremos delembrar de colocar um`na frente das variáveis que
estivermos passando para a função. Veja umexemplo:
#include <stdio.h>
void Swap (int *a,int *b);
void main (void)
{
int num3,num2;
num3=3 ;
num2=2 ;
Swap (&num3,&num2);
printf ("\n\nEles agora valem %d %d\n",num3,num2);
}
void Swap (int *a,int *b)
{
int temp;
temp=*a;
*a=*b;
*b=temp;
}
Não é muito difícil. O que está acontecendo é que passamos para a função Swap oendereço das variáveis
num3 e num2. Estes endereços são copiados nos ponteiros a e b. Atravésdo operador * estamos acessando o
conteúdo apontado pelos ponteiros e modificando-o. Mas,quem é este conteúdo? Nada mais que os valores
armazenados em num3 e num2, que, portanto,estão sendo modificados!
º. FUNÇÕES RECURSIVAS
Existem casos em que um procedimento ou função chama a si próprio. Diz-se então que oprocedimento ou
função é recursivo. Por exemplo, o fatorial de um número n pode ser definidorecursivamente, ou seja:
W
inteiro fat(inteiro n)
Início
Se n== Então
fat=3;
Senão
fat=n*fat(n-3);
Fim Se;
Fim.
Por exemplo, o fatorial de 3 será calculado a partir da chamada à função pelo comando
x =fat(3) que retornará em fat o valor 6.
8. ESTRUTURAÇÃO DOS MÓDULOS DE UM ALGORITMO
Um procedimento nada mais é que um algoritmo hierarquicamente subordinado a um outroalgoritmo,
comumente chamado de Módulo principal ou programa principal ou ainda algoritmoprincipal.
Da mesma forma, um procedimento poderá conter outros procedimentos (e também funções)aninhados.
Assim, ao definirmos as fases do nosso algoritmo, no processo de refinamentossucessivos, se transformarmos as
mesmas em procedimentos e os refinamentos decada procedimento em outros procedimentos, obteremos, ao fim do
processo de criação, umalgoritmo estruturado, com módulos hierarquicamente subordinados e muito menos
suscetível aerros de lógica na fase de codificação do programa.
43
ALGORITMOS DE PESQUISA E ORDENAÇÃO
1. INTRODUÇÃO
Quando temos um Vetor (ou Matriz) com muitos elementos e precisamos descobrir se umdeterminado
elemento que procuramos se encontra no vetor, uma solução que certamente nosvem à mente é comparar o
elemento que procuramos com cada elemento do vetor, até queencontremos ou até que concluamos que o elemento
procurado não está no vetor.
Esta é a base do raciocínio dos algoritmos de pesquisa ou busca ("Search"), que comosugere o nome,
"Pesquisam", em um vetor, a existência ou não existência de um elementoprocurado. A diferença entre um e outro
algoritmo de busca, fica por conta da rapidez com que"varremos" o vetor para encontrar o elemento ou para
concluirmos que ele não existe.
Um fator que influencia em muito nessa rapidez é a disposição dos elementos no vetor. Seestão
desordenados, seguramente teremos que verificar do primeiro ao último elemento paraconcluir, com certeza, que o
elemento não existe. Já se estão ordenados, ao encontrarmos umelemento maior (ou menor) que o elemento
procurado, poderemos concluir pela sua nãoexistência. Os algoritmos de ordenação ou classificação ("Sort"), por sua
vez, são utilizados paraordenar os elementos de um vetor de forma a facilitar a pesquisa posterior de um elemento,
noconjunto de elementos existentes.
Existem algoritmos para pesquisa e ordenação para as mais variadas estruturas de dados. Nanossa
disciplina, entretanto, trataremos apenas os algoritmos de pesquisa e ordenação emvetores, que também podem ser
utilizados em matrizes, desde que sofram pequenos ajustes.
a. ALGORITMOS DE PESQUISA
Para fazermos qualquer pesquisa em vetor (ou matriz) precisamos de quatro parâmetros:
a) O vetor no qual realizaremos a pesquisa
de 3
b) O número de elementos desse vetor que devem ser pesquisados. (Lembre-se que muitasvezes um vetor
elementos, só tem 7 carregados, e podemos evitar tratamento de 3 elementos com "lixo").
c) O elemento procurado
d) Um índice que vai ser preenchido com a posição onde o elemento foi encontrado ou retornarácom
caso o elemento não exista.
(zero)
Como os algoritmos de pesquisa poderão ser utilizados muitas vezes na solução de diferentesproblemas,
vamos defini-los como Procedimentos de um Algoritmo Principal hipotético, com osseguintes argumentos:
Declarações:
Const
MAXELEM = 3
{Número máximo de elementos do vetor, apenas para limitar o tamanho dovetor}
<Tipo básico> Nome do vetor[3:MAXELEM]
inteiro TOTELEM {Corresponde ao parâmetro b) Total de elementos a ser pesquisado}
<Tipo básico> ELEMPROC {Corresponde ao Parâmetro c) Elemento procurado}
Inteiro POS {Corresponde ao Parâmetro d) Posição em VET onde ELEMPROC foi encontrado, ou se não o
foi}
a.1.
PESQUISA SEQÜENCIAL SIMPLES
Na pesquisa seqüencial simples, como o vetor a ser pesquisado não está ordenado peloelemento procurado,
teremos de comparar um a um o ELEMPROC com cada elemento de VET.Portanto para um elemento inexistente
teremos de fazer TOTELEM testes e para um elementoexistente faremos, na média, TOTELEM/2 testes.
Procedimento PESQSEQ (<tipo básico>VET);
Início
Inteiro TOTELEM, POS, J;
<Tipo básico> ELEMPROC;
44
Leia(ELEMPROC);
/*Executa a Pesquisa da primeira ocorrência de ELEMPROC em VET eretorna em POS o índice onde
foi encontrada ou se não existe*/
Enquanto (Pos== ) e (J<=TOTELEM) Faça
Se VET[J]==ELEMPROC Então
POS = J;
Senão
J = J+3;
Fim Se;
Fim Enquanto;
Fim.
Se precisamos determinar todas as ocorrências de um elemento em um vetor, o problema sesimplifica, pois
teremos que, obrigatoriamente, varrer o vetor até o fim (Elimina-se do laço o testePOS = = ), mas teremos de
guardar em um vetor todas as posições onde o elemento foiencontrado ou, o que é mais usual, processaremos a
ocorrência dentro do procedimento (apósPOS = J). O trecho de procedimento abaixo exemplifica:
‡ c
cc"
c
c
Trata todas as ocorrências de um elemento procurado no vetor
Início
POS = ; /*Indicará ao algoritmo chamador a não ocorrência*/
J = 3;
Enquanto J < = TOTELEM Faça
Se VET[J] == ELEMPROC Então
POS = J;
/*Imprime, Acumula, etc.*/
Fim Se;
J = J + 3;
Fim Enquanto;
Fim.
¦.1¦. PESQUISA SEQÜENCIAL ORDENADA
Para se utilizar a Pesquisa Seqüencial Ordenada, o vetor de busca tem de estar ordenadopelo campo chave
da pesquisa. Com isso, ao se encontrar no vetor, um elemento maior do que oelemento procurado, poderemos
abandonar a busca pois, com certeza, não mais oencontraremos. Devido a isso o número de testes para elementos
existentes ou inexistentes será,na média, de TOTELEM/2, e, por isso, melhor que o anterior para o caso de elemento
inexistente.
Procedimento PESQORD (<tipo básico> VET, Inteiro TOTELEM, inteiro POS, <Tipo básico>ELEMPROC);
Início
Inteiro J;
/*Executa a Pesquisa da primeira ocorrência de ELEMPROC em VET eretorna em POS o índice onde
foi encontrada ou se não existe. VETtem de estar ordenado pelo campo chave*/
POS = ;
J = 3;
Enquanto J<=TOTELEM e POS== Faça
Se VET[J]>=ELEMPROC Então
Se VET[J] == ELEMPROC Então
POS=J;
Senão
Imprima(" O elemento não está na lista");
Abandone;
Fim Se;
Senão
J=J+3;
Fim Se;
Fim Enquanto;
Fim.
45
Exercício resolvido - Dado um vetor A de 328 elementos, verificar se existe um elemento igual a K(chave) no
vetor. Se existir, imprimir a posição onde foi encontrada a chave; se não, imprimir ³chave K não encontrada´ . O vetor
A e chave K são lidos de cartões.
início
inteiro A[3:328] inteiro;
inteiro I,K;
lógico ACHOU;
leia (K);
leia (A);
ACHOU = falso;
para I de 3 até 328 passo 3 faça
se A[I]==K então
imprima (K, ³ Está na posição´ , I);
ACHOU = verdadeiro;
abandone;
fim se;
fim para ;
se não ACHOU então
imprima (³A CHAVE´, K,³NÃO ESTÁ NO VETOR´);
fim se;
fim.
Neste exemplo, a pesquisa a um elemento ficará mais eficiente se utilizarmos a pesquisa binária,desde que o
vetor já esteja ordenado. Nesta pesquisa procuramos o elemento K dividindo o vetorem duas partes e testando em
qual das duas ele deveria estar. Procedendo da mesma forma paraa parte provável, e assim sucessivamente:
K
K
k
¦.1. PESQUISA BINÁRIA
A pesquisa binária é um método que também só se aplica a vetores previamente ordenados.A sua grande
vantagem é a rapidez e, por isso, ela é muito recomendada para vetores grandes.Neste método, a primeira
comparação é feita com o elemento do meio do vetor, eliminando-seassim metade do mesmo para a busca. Seguemse comparações sucessivas ao elemento domeio do segmento onde pode estar o elemento procurado. Assim, a cada
comparação feita,metade do vetor é eliminada.
Procedimento PESQBIN (V: VET, Inteiro: TOTELEM, POS;<Tipo básico> :ELEMPROC)
Início
/*Executa a Pesquisa binária da primeira ocorrência da ELEMPROC em VETe retorna em POS se o
índice foi encontrado ou se não existe. VETtem de estar ordenado pelo campo chave*/
Inteiro: PRI, ULT, MED {primeiro, último e elemento do meio}
POS = ;
PRI = 3;
ULT = TOTELEM;
Enquanto (PRI < = ULT) e (POS == ) Faça
MED = (PRI + ULT)/2 /*quociente da divisão inteira*/
Se VET[MED] == ELEMPROC Então
POS = MED;
Senão Se VET[MED] > ELEMPROC Então
/*O ELEMPROC está na primeira metade*/
ULT = MED - 3;
Senão
/*O ELEMPROC está na Segunda metade*/
PRI = MED + 3;
Fim Se;
Fim Se;
Fim Enquanto;
Fim.
46
‡ Exercício 3 do item 7.2.2 utilizando-se pesquisa binária.
início /*pesquisa binária*/
inteiro COMEÇO, /*indicador do primeiro elemento da parte do vetor aconsiderar*/
FIM, /*indicador do último elemento da parte do vetor aconsiderar*/
MEIO, /*indicador do elemento do meio da parte do vetorConsiderada*/
K; /*elemento procurado*/
Inteiro A[3:328];
leia (A,K);
COMEÇO =3;
FIM=328;
repita
MEIO= (COMEÇO+FIM)/2;
se K<A[MEIO] então
FIM=MEIO-3
senão
COMEÇO=MEIO+3;
fim se
até A[MEIO]==K ou COMEÇO >FIM;
se A[MEIO]!=K então
imprima (³ Não existe o elemento´);
senão
imprima (³ Está na posição:´ , MEIO);
fim se
fim.
¦. ALGORITMOS DE ORDENAÇÃO
Como já foi dito, o propósito dos algoritmos de ordenação é o de facilitar e acelerar abusca posterior de um
elemento no vetor. Os algoritmos de ordenação são utilizadosnormalmente uma vez em cada execução do programa,
ou poucas vezes, se comparadoscom os de Pesquisa, por isso o uso de métodos elementares e demorados não é
tãoproblemático como nas pesquisas. Na nossa disciplina, veremos três algoritmos paraclassificação interna de
vetores, que têm tempo de execução proporcional ao quadrado donúmero de elementos a serem ordenados:
$ Ordenação por seleção (método seleção direta)
$ Ordenação por inserção (método inserção direta)
$ Ordenação por troca (método da bolha)
Para fazermos qualquer ordenação em vetor (ou matriz) precisaremos de dois parâmetros:
a) O vetor que será ordenado;
b) O número de elementos desse vetor que devem ser ordenados. (Novamente para evitartratamento de
"lixo")
Da mesma forma que os algoritmos de pesquisa, os algoritmos de ordenação poderão serutilizados muitas
vezes na solução de diferentes problemas e também vamos defini-los comoum Procedimento do mesmo Algoritmo
Principal, hipotético, com os seguintes argumentos:
Declarações
Constante MAXELEM = 3
; /*Número máximo de elementos do vetor, apenas limitaro tamanho do vetor*/
<tipo básico> VET[3: MAXELEM];/*Corresponde ao Parâmetro a) o vetor a serordenado*/
Inteiro TOTLEM /*Corresponde ao Parâmetro b)*/
¦.1. MÉTODO DE SELEÇÃO DIRETA
Este é um dos mais simples métodos existentes. Primeiro descobre-se o menorelemento do vetor e troca-se
com o primeiro elemento. A partir daí, com os elementosremanescentes, repete-se o processo até que todo o vetor
esteja ordenado. Um exemplobastante elucidativo é o de algumas cartas de baralho na mesa viradas para cima (à
vista).Seleciona-se a menor (ou maior) para colocá-la na primeira posição. Depois, seleciona-se,sucessivamente, a
menor carta dentre as remanescentes e se a coloca sobre a primeira.
Procedimento SELEÇÃO_DIRETA (V: VET, Inteiro: TOTELEM)
Início
/*Faz a ordenação crescente de TOTELEM elementos de um vetor VET*/
47
Inteiro MIN, I, J; /*índices*/
<Tipo Básico> AUX;
Para K de 3 até (TOTELEM - 3) Faça
MIN ĸK;
Para J de (K + 3) até TOTELEM Faça
Se VET[J] < VET [MIN] Então
MIN = J;
Fim Se;
Fim Para;
AUX = VET[MIN];
VET[MIN] = VET[K];
VET[K] = AUX;
Fim Para;
Fim.
¦.a. MÉTODO DE INSERÇÃO DIRETA
Nesse método, considera-se que um elemento do vetor (o primeiro) está ordenado E"insere-se" os demais
considerando os anteriores já ordenados. Voltando-se ao exemplo dobaralho é como se agora as cartas sobre a
mesa estão com a face para baixo e cada carta éarrumada ordenadamente na mão em relação as que já estão na
mão.Este método pode ser utilizado, com vantagem, quando se está lendo elementos deum arquivo para serem
posteriormente ordenados. Bastam leves modificações no algoritmo,que leremos o arquivo e já o armazenaremos na
memória ordenadamente.
Procedimento INSERÇÃO_DIRETA (V: VET, Inteiro : TOTELEM)
Início
/*Faz a ordenação de TOTELEM elementos de um vetor VET*/
<Tipo básico> AUX;
Inteiro K, J; /*Índice*/
Para K de 2 até TOTELEM Faça
AUX = VET[K];
J = K - 3;
Enquanto (J > ) Faça
Se AUX < VET[J] Então
VET [J + 3] = VET [J];
J = J - 3;
Senão
Abandone;
Fim Se;
Fim Enquanto;
VET [J + 3] = AUX;
Fim Para;
Fim.
¦.¦. MÉTODO DA BOLHA
Este método caracteriza-se por efetuar a comparação sucessiva de paressubsequentes de elementos,
trocando-os de posição, se estiverem fora de ordem. Dos trêseste é o menos eficiente, já que cada troca de
elementos exige três comandos e o número detrocas é (TOTELEM-3) vezes maior que no método de seleção direta,
por exemplo. Alémdisso o método é mais complicado de entender que o de seleção direta. Segue-se exemplode uma
implementação de algoritmo de pesquisa utilizando-se esse método.
Procedimento BOLHACRESCENTE (V: VET, Inteiro: TOTELEM)
Início
/*Faz o ordenamento de TOTELEM elementos de um valor VET*/
Inteiro P,J; /*contador de passadas e índice*/
<Tipo básico> AUX;
Para P de 3 até (TOTELEM - 3) Faça
Para J de 3 até (TOTELEM - P) Faça
Se VET[J + 3]<VET[J] Então
AUX = VET[J]; /*Troca dos elementos*/
VET[J] =VET[J + 3];
VET[J + 3] =AUX;
Fim Se;
48
Fim Para;
Fim Para;
Fim.
- Exercício Resolvido
3) Classificar um vetor numérico VET de 6 elementos em ordem crescente:
início /*método da bolha*/
inteiro VET[3:6]
inteiro: AUX, /* auxiliar para troca de elementos*/
BOLHA, /* indicador de mais alto elemento fora de ordem*/
LSUP, /*indicador do tamanho do vetor a ser pesquisado, sendo o
valor inicial igual a 6*/
J; /*indicador do elemento do vetor*/
leia (VET);
LSUP = 6;
enquanto LSUP>3 faça
BOLHA = ;
para J de 3 até LSUP-3 faça
se VET[J]>VET[J+3] então /* troca elemento j com j+3*/
AUX = VET[J];
VET[J] = VET[J+3];
VET[J+3] = AUX;
BOLHA = J;
fim se;
fim para
LSUP = BOLHA; /*aponta para última posição trocada*/
fim enquanto;
imprima (VET);
fim.
4